澳洲山火给太平洋施肥,南极四周微生物大爆

年至年夏季，澳大利亚南部和东部爆发了灾难性的山火，这次大规模山火持续数月，在规模和强度上都是前所未有的。它们从年10月开始，一直燃烧到年1月，烧焦了数百万公顷的土地，估计有30亿只动物死亡或流离失所。

这次火灾排放了大量二氧化碳，并且整个烟羽升至创纪录的高度，使得其能在南半球大气中长期飘荡，无论是澳大利亚附近、南太平洋、南美洲、南极洲甚至是南大西洋和南印度洋，都记录到了这次大火产生的烟雾，以至于部分网友认为-年全球多地的气候异常，都和澳大利亚的山火有关。

但澳大利亚山火对于地球的影响确实是相当深远的，结合卫星数据，一项新研究在最近指出，那个烟雾缭绕的夏天还影响了数千公里外的海洋生态系统——从年12月到年3月，火灾释放的气溶胶沉积引发了南太平洋和南大洋有限的水域中的浮游植物大量繁殖，这些大量增殖的浮游植物表面积加起来超过了澳大利亚的面积。

该研究的主要作者、美国普林斯顿海洋生物地球化学家WeiyiTang和美国杜克大学生物地球化学家NicolasCassar指出，此次大火不仅对当地生态系统产生了复杂影响，而且对远方的生态系统也产生了相当深刻影响。Cassar表示，卫星记录到的火灾和浮游植物爆发都是史无前例的，刚刚注意到这一事实的时候，就让大家联想到二者可能是相互关联的。

随后，研究团队检查了卫星收集到的气溶胶数据，该提供了空气柱中沙漠尘埃、海盐、硫酸盐、有机物和黑碳（BlackCarbon）含量的量度。研究人员专门将黑碳的数作为山火气溶胶的代表。研究者发现，在年末-年初，南太平洋和南大洋地区的黑碳排放主要来自澳大利亚南部和东部的野火，并且黑碳在火灾爆发后几天内便蔓延到广阔的南太平洋。

该团队同时对比了卫星观测的叶绿素浓度数据，下图为年11月到年2月的每月气溶胶水平（左）和叶绿素异常（右）。研究人员确定了澳大利亚南部和东部的两个海区，这些海区的叶绿素浓度是正常季节水平的两倍——这是在22年卫星记录中，从未在澳大利亚附近观察到的值。这些海洋叶绿素异常发生在黑碳气溶胶峰值后的几天到几周内。在这两个地区，黑碳气溶胶值也比正常情况高出%，这是17年气溶胶记录中前所未有的水平。

当火灾猛烈爆发，烟雾流从澳大利亚大陆流出时，它们经过了塔斯马尼亚州惠灵顿山顶的一个空气采样站。对在那里收集的气溶胶样本的分析显示，其中存在铁和纤维素燃烧时形成的称为左旋葡聚糖的糖类分子——直接证据表明气溶胶来自野火。同时，漂浮在海洋中的浮标也确实检测了浮游植物的爆发以及叶绿素水平升高，证实了卫星叶绿素数据的正确性。

通过数据对比，山火气溶胶和浮游植物爆发之间的联系也得到了一个模型的证实，该模型计算了山火气团的轨迹，气溶胶光学深度和模拟的气团轨迹证实，浮游植物的大量爆发确实就在在野火气溶胶的路径上。同时，该团队也考虑了海洋中的自然变化——例如印度洋偶极子或厄尔尼诺/南方涛动，以排除是否有其他因素导致了浮游植物的大量爆发，但研究者们最终排除了这些自然变化，认为其对于浮游植物的影响相对较小，山火爆发产生的烟雾在这些缺少养分和重要矿物质的海区起到了重要作用，促成了浮游植物的大量爆发。简单点说，就是山火给这些“贫瘠”的海区施肥。

在一篇相关论文中，另一个研究小组报告说，-年的火灾排放的二氧化碳是先前估计的两倍多，其数量级超过了澳大利亚每年因火灾和化石燃料而产生的二氧化碳排放量，浮游植物的大量繁殖在这一地区吸收了大量的二氧化碳，这意味着浮游生物的爆发其实是好事。但这些浮游生物最终将碳固定到了哪里去，会不会回归到深海，吸收量有多大尚不清楚。对研究者来说，这一发现让研究者们更想弄清楚，浮游生物大爆发能在多大程度上抵消与澳大利亚野火相关的碳排放。

阐明山火、大气二氧化碳和海洋生态系统之间的联系有助于改进全球碳循环模型，让科学家们更好的预测不同碳排放模式下未来地球的境况。但随着全球气候变暖，预计像是澳大利亚或是美国加利福尼亚之类的火灾的频率和强度会增加，释放出更多的二氧化碳，这可能会进一步加剧气候变化。