相當於「2.5億隻大象」!水下機器人揭露海洋隱藏浮游植物

浮游植物，這些漂浮在海洋中的微小植物般的生物，是地球上無名的英雄。它們構成了海洋食物鏈的基礎，養育著從小魚到巨型鯨魚的一切。同時，它們在吸收大氣中的二氧化碳，協助調節地球氣候方面也扮演著重要角色。

直到最近，科學家們面臨著一個挑戰：如何準確地測量浮游植物，特別是那些隱藏在海洋表面以下的浮游植物。傳統的方法，如太空衛星，只能看到海洋表面的情況。然而，許多浮游植物生活並在更深處繁茂，無法被衛星探測到，這使我們對這些重要生物的理解留下了巨大空白。

現在，達爾豪斯大學的研究人員正在改變這種情況。他們與一個不斷成長的全球水下機器人網絡合作，這些機器人被稱為生物地球化學阿爾戈（BGC-Argo）浮標。這些浮標在海洋表面以下移動，測量和監測衛星無法到達的地方。這是國際社會為了更清楚了解海洋生物學、化學和地質而進行的一項努力的一部分。

在最近的一項研究中，達爾豪斯大學的科學家們利用BGC-Argo浮標的數據估算了地球上浮游植物的總量。這個數字是多少呢？驚人的3.43億噸生物量——相當於2.5億隻大象在海洋中遊動！令人驚訝的是，約有一半的生物量無法被衛星探測到，這揭示了在海洋表面以下隱藏著多少生命。

這項研究由達爾豪斯大學的研究生亞當·斯托爾領導，代表了我們在海洋監測方面的一大進步。這項工作非常重要，尤其是在氣候變遷正在劇烈改變我們的海洋的背景下。斯托爾表示：「這個全球機器人艦隊對於監測地球的浮游植物將極具價值，這樣我們就可以理解隨著海洋持續變暖，它們將如何應對。」

季節變化和陽光會影響葉綠素測量法

在這些水下機器人可用之前，科學家們主要依靠衛星圖像來估算浮游植物的數量。這些衛星使用一種稱為「葉綠素-a」的測量作為碳生物量的代表——基本上是通過觀察海洋的顏色來估算有多少生命存在。但這種方法並不完美。季節變化和陽光可獲得性會影響葉綠素水平，導致實際的浮游植物數量與衛星觀測到的數據之間存在差異。

達爾豪斯大學海洋學系主任兼該研究的資深作者卡佳·芬奈爾博士指出，研究的一個重要發現是：浮游植物碳生物量的季節性變化與表面葉綠素水平之間經常存在不匹配。這種脫節現象存在於全球三分之二的海洋中，這凸顯了僅使用表面葉綠素作為海洋健康指標的局限性。

這些水下機器人或浮標，提供了一種全年、在海洋表面以下和廣闊海域中收集數據的方法——這在之前僅靠研究船隻是無法實現的。這些浮標打開了一扇通往水下「隱藏」生命的窗口，為科學家們提供了一個更完整的海洋健康視角，幫助我們理解氣候變遷對這些重要海洋生態系統的影響。

隨著水下機器人艦隊的持續擴展，科學家們對未來能學到的東西充滿希望。這些機器人已經在幫助我們重寫對海洋的認識，而事實證明，在表面以下還有很多我們未曾了解的秘密。這項研究刊登在《美國國家科學院院刊》。

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首圖來源：CC0 Public Domain(CC BY 4.0)

參考論文：
Carbon-centric dynamics of Earth’s marine phytoplanktonPNAS

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