美科学家利用“自主水下机器人”实现定量测量海洋碳循环

       近日，在发表于《自然—地球科学》的一项新研究中，美国蒙特里海洋生物研究所高级科学家Ken Johnson和前MBARI博士后研究员Mariana Bif演示了机器人浮标舰队如何在范围内改变了人们对海洋初级生产力的理解。

       通过将二氧化碳转化为有机物，浮游植物不仅支撑着海洋食物网，它们还是海洋生物碳泵的步。这些机器人收集的数据将使科学家能够更准确地估计碳是如何从大气流向海洋的，并为碳循环提供新线索。研究人员表示，浮游植物生产力的变化会产生深远的影响，比如影响海洋储存碳的能力，改变海洋食物网。

       现在，科学家有了一种研究海洋生产力的新方法——在海洋中漂浮的数千个自主机器人。Bif表示，这些机器人让科学家得以了解海洋各区域、深度和时间的初级生产力。“这项工作是海洋数据采集的一个重要里程碑。随着生物地球化学—阿尔戈（BGC-Argo）浮标在的不断部署，相关数据为研究人员提供了氧气随时间变化的散射测量数据。借助氧气生成模式，Johnson和Bif可以计算出范围内的海洋净初级生产力。例如，通过测量浮游植物随时间释放多少氧气，研究人员可以估计它们消耗了多少二氧化碳。Johnson和Bif用一种新方法分析了浮标数据，从而计算出海洋初级生产力。每个浮标在一天的不同时间上浮，结合来自300个浮标的数据和来自一天不同时间的样本，研究人员就可以重现氧气的每日循环，然后计算初级生产力。

       为了确认计算出的初级生产力的准确性，研究人员将两个海域的浮标数据与基于船舶的采样数据进行了比较——夏威夷海洋采样点（HOT)和百慕大大西洋采样点（BATS)，结果两者数据相似。