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検索閉じる黄沙能滋长海洋的生态系统是确凿吗？~凭据海水中的石英粒子推测黄沙向海洋的千里积通量~2023.09.29
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1. 发表重点通过将电镜阴极发光分析( SEM-CL )※1应用于海水中少许石英粒子的特有要道，揭示了沙尘暴※2在西部北太平洋亚寒带的千里积通量※3和季节性。
据了解，海洋中浮游植物必需微量养分素“铁”的主要源头，有4成傍边是通过沙尘等经由大气参预海洋上层的。
从数目上印证了黄沙对东说念主类生计和健康的不利影响，在海洋中通过铁的供给，在营救西部·北太平洋的海洋生态系统中起着首要的作用。
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用語解説
※1 电子显微镜阴极发光分析( SEM-CL ) :期骗向固体物资照耀电子束时，凭据固体中的结构劣势和杂质元素等放出的发光场面(阴极发光)，用电子显微镜探询固体的电子气象的分析法。 ※2 黄沙:指在中国和蒙古的干燥区域，被强风卷起到大气中，通过偏西风向东下风区域运送的沙尘。 ※3 千里积通量:单元时刻单元面积的千里积量。
2. 摘录国立预计开发法东说念主海洋预计开发机构(理事长大和裕幸，以下称为“JAMSTEC”。 )地球环境部门地球上层系统预计中心为了探询当今正在进行的多样环境变化对海洋生态系统的影响，从2005年开动在以不雅测点K2 (北纬47度，东经160度，图1 )为中心的西部北太平洋亚寒带进行大气海洋不雅测。 该中心的长岛佳菜副主任预计员等与北海说念大学、广岛大学、九囿大学的预计者共同新开发了对千里积在海洋上的黄沙通量进行定量评价的分析要道，得手地推崇了黄沙在海洋上的千里积通量偏激季节性。 本预计进一步探询了黄沙在海洋中千里积时，一部分矿物粒子向海水中融化的“铁”(融化铁※4 )的量是否多到足以影响西部北太平洋亚寒带海洋的基础坐褥※5。 铁是浮游植物进行光和谐用的必需养分素，但在北太平洋亚寒带，由于海洋上层铁的不及，基础坐褥受到边界。 另一方面，海洋的基础坐褥通过二氧化碳的经受，起到了促进大气中二氧化碳的海洋经受的作用，因此黄沙的铁供给，有可能通过基础坐褥，影响到本海域的二氧化碳经受量。 因此，以黄沙在海洋上的千里积通量为基础，算计了黄沙提供给该海域上层的融化铁的量。 完结标明，在海洋基础坐褥普及的4-7月份，日均为0.9 ±0.3 µg m-2。 据悉，该量接近比年来当作本海域主要的铁供给源备受热心的、从海洋中层向上层供给的融化铁的量(本预计推测:每天约2.2 µg m-2 )的一半，黄沙是仅次于海洋中层水的融化铁的供给源。 当作通过大气向海洋的铁供给源，除了黄沙除外，还伴跟着化石燃料的点火历程等的东说念主为发祥气溶胶传播※6广为东说念主知。 据推测，东说念主为发祥气溶胶传播产生的融化铁的供给量为黄沙的一半傍边，其中包括黄沙产生的融化铁在内的“通过大气供给融化铁”的总量，承担着包括来自海洋中层的融化铁供给在内的一说念铁供给的4成傍边。 这个完结意味着，一直被以为是对居住在东亚的东说念主们健康形成不良影响的“坏东西”的黄沙和东说念主为发祥气溶胶传播，在海洋中通过铁的供给，对海洋基础坐褥阐明了刚劲的作用。 不错意料沙尘暴和东说念主为发祥气溶胶传播将来的产生量·运送量的变化会改革西部北太平洋亚寒带的生态系统和这个海域的二氧化碳量·经受量，今后有必要热心。 本效果于9月29日(日本时刻)刊登在《Scientific Reports》上。 另外，本预计取得了日本学术振兴会科学预计费( JP19H05669、JP20H04329、JP20H04350JP20H04350 )的资助。
论文信息
标题 Asian dust deposition flux to the sub arctic Pacific estimated using single quartz particles 作家 长岛佳菜1、川上创1、杉江恒二1、藤木彻一1、西冈纯2、岩本洋子3、竹村俊彦4、宫川拓真1、竹谷文一1、野口真希1 所属 1 .海洋预计开发机构，2 .北海说念大学，3 .广岛大学，4 .九囿大学 DOI 10.1038/s41598-023-41201-6 论文公开日 日本时刻2023年9月29日
用語解説
※4 融化铁:指在水中融化的铁。 浮游植物容易经受。 ※5 海洋的基础坐褥:指浮游植物等藻类等的光和谐用，从含碳的无机物(主淌若二氧化碳)中产生有机物。 ※6 东说念主为发祥气溶胶传播:由东说念主类活动排出，在大气中浮游的硫酸盐、硝酸盐等轻微粒子。 有说明称，东说念主为发祥气溶胶传播中所含铁涌现出在水中的高融化率，当作海洋植物浮游生物期骗的铁的供给源阐明着首要的作用。（2019年5月2日既報）
3. 配景西部北太平洋是浮游植物等低级坐褥者对二氧化碳的经受智商寰宇最大，且各海域渔获量高的丰富的海洋。 另外，由于属于中高纬度偏西风带，在其优势处有塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠等众多的沙漠区域，从这些沙漠区域每年大王人排出的黄沙，在被风吹走数千公里后千里积在海洋上，会对海洋生态系统形成怎样的影响，遥远以来备受热心。其中，在北太平洋亚寒带，已知生物必需的微量养分盐铁的不及边界了海洋的基础坐褥(举例Duce and Tindle，1991 )，黄沙的量可能司法了基础坐褥的量。 另外一方面，向该海域铁供给工序除了通过从千里积在海洋上的黄沙或东说念主为发祥气溶胶传播等溶出的大气进行供给除外，还不错通过来自以鄂霍次克海为发祥的富含铁的中层水的海洋中层的供给(举例，Nishioka et al， 2020 )，明确通过黄沙等大气的铁供给量占一说念铁供给的多猛进度，探询来欢腾气的铁供给是否会对该海域的基础坐褥产生影响，对知道该海域的生态系统很首要。 可是，千里积在海里的黄沙量的实测费劲，成为了掌持来欢腾气的铁供给量时的窒碍。 为什么这样说呢？因为海水中除了黄沙粒子除外，还存在着来自左近陆地区域的火山喷发物、由洋流从远处运来的东西等多样各样的粒子，用以前的要道无法区分这些粒子的发祥，是以莫得胜利的测定黄沙量的要道。 因此，当作独自的尝试，本预计热心了黄沙的主要组成矿物石英，对海水中微量存在的石英粒子进行了SEM-CL分析，细则了石英的供给源。 其次，求出了源头于黄沙的石英量，推算了千里积在海里的黄沙通量。
4. 效果本预计得手地揭示了(1)通过应用SEM-CL法的特有本事，从海洋不雅测中发现了黄沙在海洋上的千里积通量；(2)从数目上揭示了黄沙对西部北太平洋亚寒带海洋生态系统的影响。 (1)探明黄沙在海洋上的千里积量 如图1所示，向不雅测点K2运送的石英粒子的主要供给源不错是黄沙的主要发生源塔克拉玛干沙漠、戈壁沙漠等东亚地区，鄂霍次克海、白令海偏激左近的陆地，以及千岛群岛和阿留申列岛上大王人存在的火山喷发物。
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图1 .西部北太平洋亚寒带不雅测点K2及向该海域运送的石英颗粒的供应源候选地 (由地舆院舆图https://maps.gsi.go.jp/加工制成) 当作主要的供给源，不错研究以塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠为代表的东亚沙漠地区、鄂霍次克海、白令海、阿留申列岛以及千岛群岛的火山。
因此，使用在这些供给源中取得的沙漠砂和海水过滤试样，分别对几十~几百个石英粒子进行了SEM-CL分析。 SEM-CL分析要道的优点在于，如图2(A )所示，期骗石英的每个粒子的“偏差”( Nagashima et al .，2017 )。 一般来说，在使用多样元素的同位素比等的供给源推定法中，由于是凭据粒子群的“平均值”推定供给源，是以存在难以区分各个供给源并讨论其羼杂比的问题。 因此，本预计通过将SEM-CL分析中每个粒子的“偏差”应用于海水中的石英，使得区分存在多个石英粒子的供给源成为可能。 通过电子束照耀取得的CL光谱※7 (图2(B ) )不错简略分为涌现以变质岩、深成岩、火山岩等为母岩的石英粒子的3个团簇※8 (图2(C ) )。 凭据岩石类型而表现出不同的CL光谱的意义是，关于每个岩石类型，石英晶体生成时的温度、冷却速率、生成后受到的热或压力环境不同，在石英晶体中会产生种种型特有的晶体结构的浩大或杂质(举例，Götze et al .，2001 ) 算计各供给源区域的石英粒子的集群组成( 3个集群的集合情况)后，发现凭据供给源的不同具有不同的集群组成，通过使用该组成不错识别供给源(图2(C ) )。 因此，在2003-2022年时期在各个季节施行的9个帆海(海洋地球预计船“畴昔号”等)中，对从不雅测点K2水深10-20m网罗的石英粒子一样进行SEM-CL分析，探询团簇组成，与供给源候补地的值进行比拟 完结标明，运送到不雅测点K2的石英粒子分散在聚会东亚沙漠地区和火山石英的线上，是它们的羼杂(图2(C ) )。 期骗该完结，通过减去来自火山的石英的孝敬，不错算计出东亚沙漠地区发祥的石英粒子数。
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图2 .通过单个石英颗粒的SEM-CL分析忖度供应源 ( a )期骗基于个别粒子分析的每个粒子的测定值的偏差的供给源推定的风景图。 凭据偏差的评价，不错细则供给源。 ( b ) SEM-CL设备像片和分析的默示图。 过滤器上的石英粒子(关于玄色的过滤器，看起来白色的是石英粒子)一粒粒地照耀电子射线，取得粒子放出的CL光谱。 ( c )基于个别石英粒子CL光谱的不雅测点K2试样(◆标识)的团簇组成、和以东亚沙漠区域、白令海、鄂霍次克海、火山喷出物为代表的石英粒子的团簇组成(透露越接近三角形的各极点，各团簇的比例越多) 不雅测点K2的石英不错用东亚沙漠及火山源头石英的羼杂来说明。
接着，以取得的沙漠为发祥的海水中来自黄沙的石英粒子数为基础，算计黄沙的千里积通量，探询其季节变动后，发现黄沙千里积通量在4-6月傍边加多，然后渐渐减少(图3 )。 算计每年的黄沙千里积通量，约为0.4 g m-2。 将该数值调遣为公共气溶胶传播表象模子miroc-sprint ars ( model for inter disciplinary research on climate coupled with the spectral radiation-transport model for ars ) s )，通过不雅测估算的不雅测点K2黄沙千里积通量与数值模子完结一致，印证了数值实验和基于不雅测的本预计各自清闲估算的可靠性之高(图3 )。
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图3 .不雅测点K2处黄沙千里积通量的估算完结和季节变化 不雅测点K2的3个点的移动平均值(紫线)透露与水色条所示的用MIROC-SPRINTARS推定的黄沙千里积通量访佛的值、季节性。
(2)沙尘暴对海洋生态系统的铁供应估算 凭据SEM-CL分析标明的黄沙千里积通量，研究黄沙中铁的融化度，算计融化铁的供给通量，可知在浮游植物坐褥活跃的4-7月，每天供给0.9 ± 0.3 µg m-2的铁 在评估该量是多仍是少时，权衡范例的是来自被以为是主要融化铁供给源的海洋中层的融化铁供给通量。 因此，凭据不雅测点K2的上层到深层的铁浓度分散偏激季节变化，算计了通过冬季羼杂等从中层供给到上层的融化铁的量。 完结如图4所示，从中层向上层的融化铁供给焊剂的整个每天约为2.2 µg m-2，黄沙的铁供给达到来自中层的铁的近一半。 另外，当作通过大气向海洋的铁供给源，加上有阐显然示提供了黄沙约一半的融化铁的东说念主为发祥气溶胶传播( Kurisu et al .，2021 )的孝敬，明确了通过大气供给融化铁，占包括来自海洋中层的铁供给在内的融化铁供给焊剂全体的约4成。
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图4 .西部北太平洋亚寒带的海洋环境(水温、羼杂层深度)、海洋基础坐褥、大气和海洋中层的铁供给量季节性默示图
用語解説
※7 CL光谱:按波长明白阴极发光的发光，当作各波长的强度透露的。 ※8 集群:指凭据相似度鉴别数据集合时的集团。
5. 今后的瞻望沙尘暴在咱们的生计中，对健康的危害和能见度差等负面身分备受热心，但在海洋中，它成为生物首要的铁的供给源，本预计从数目上说明了其有积极的一面。 跟着公共变暖，海洋的成层化※9的股东，不错意料从海洋中层提供给上层的铁的量会减少。 在这种情况下，不错意预料黄沙提供铁的首要性将会进一步普及，而另一方面，凭据不雅测，黄沙在夙昔几十年间也跟着变暖而产生量减少( Wu et al .、 2018 :说明注解著述ref.https://www.jams tec.go.jp/j/pr/topics/column-2023 04 13-2/)，就这样黄沙产生量继续减少，仍是在某个场地转为加多，是掌持西部北太平洋亚寒带基础坐褥和二氧化碳经受智商畴昔的枢纽。聚会陆地、大气和大海的黄沙，今后也会仔细探询其复杂的举动，解开贴近咱们身边的表象变化。
用語解説
※9 海洋分层:海洋里面主要存在水温随深度从海面减少而形成的密度分层，具有使海水难以在陡立方进取羼杂的作用。 密度成层发达，该作用被强化，这被称为成层化。 跟着公共变暖，海水上层的水温高涨，不错意料成层化的进展。
参考文件
排球文件1
Duce, R. A. and Tindale, N. W. (1991) Chemistry and biology of iron and other trace metals. Limnol. Oceanogr. 36, 1715-1726.
文件2
Götze, J. et al. (2001) Origin, spectral characteristics and practical applications of the cathodoluminescence (CL) of quartz—A review. Mineral Petrol. 71, 225–250.
文件3
太平洋在线Kurisu, M. et. al. (2021) Contribution of combustion Fe in marine aerosols over the northwestern Pacific estimated by Fe stable isotope ratios. Atmos. Chem. Phys. 21, 16027–16050.
文件4
Nagashima, K. et al. (2017) Composition of Asian dust from cathodoluminescence spectral analysis of single quartz grains. Geology 45, 879–882.
皇冠体育竞猜文件5
Nishioka, J. et al. (2020) Subpolar marginal seas fuel the North Pacific through the intermediate water at the termination of the global ocean circulation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117, 12665–12673.
白羊座这些人的的确确是非常有热心，也是非常善良的，在跟别人相处的时候，我们会发现白羊座特别的真诚，也特别的豁达开朗，给人一种特别阳光，特别正能量的印象。
文件6
Wu, C. et al. (2018) Can climate models reproduce the decadal change of dust aerosol in East Asia? Geophysical Research Letters 45, 9953–9962.
本预计の商酌神气 国立预计开发法东说念主海洋预计开发机构 地球环境部门地球上层系统预计中心 副主任预计员长岛佳菜 国立大学法东说念主北海说念大学 低温科学预计所附庸环鄂霍次克不雅测预计中心 训诲西冈纯 国立大学法东说念主广岛大学 预计生院抽象人命科学预计科 副训诲岩本洋子 国立大学法东说念主九囿大学 应用劲学预计所 训诲竹村俊彦 新闻发言东说念主 国立预计开发法东说念主海洋预计开发机构海洋科学本事政策部新闻办公室 国立大学法东说念主北海说念大学社会共创部宣传科 国立大学法东说念主广岛大学宣传室 国立大学法东说念主九囿大学宣传科皇冠足彩是哪个国家的公司
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