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亚马逊雨林的生机勃勃,要多谢撒哈拉沙漠

2015/2/28 10:35:37来源:新浪科技作者:任天责编:远洋评论:

北京时间28日消息,据国外媒体报道,这是地球上最不可思议的联系之一。美国航空航天局(NASA)的一颗新卫星揭示出了撒哈拉沙漠与亚马逊热带雨林之间的奇妙关联,这也是我们第一次看到在大气层高处运行的巨大沙尘云。

科学家不仅测量了沙尘的体积,而且计算了有多少磷经过海洋,从地球上最为贫瘠的地方之一输送到了最为富饶的地方。“世界很小,”研究第一作者、马里兰大学的气象学家于洪彬说,“我们都联系在一起。”目前他在NASA的戈达德太空飞行中心任职。

在2月24日发表于《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)的一篇新论文中,研究者首次基于卫星数据,对多年来这种磷输送的规模进行了估计。1月8日,于洪彬及其同事在《环境遥感》(Remote Sensing of the Environment)上在线发表了另一篇论文,内容是利用多年卫星数据,对从撒哈拉沙漠到亚马逊雨林的沙尘输送总体规模进行了估计。

▲NASA的CALIPSO卫星采集了大量的数据,展示了包括大气层中尘埃层高度在内的大量信息

这是第一次利用NASA卫星,从三维立体的角度研究沙尘跨大西洋运输的规模。使这场跨洋运输变得重要的原因在于沙尘中含有的物质。这些沙尘主要来自乍得的博德里洼地(BodéléDepression),这是一个古老的湖床,岩石矿物质由死去的微生物组成,含有大量的磷元素。

磷是植物生长和发育的主要营养物质,对亚马逊热带雨林的繁盛具有重要作用。在亚马逊雨林的土壤中,磷等营养物质并不丰富,相反大部分被固定在植物本身。凋落、腐烂的树叶和有机物质提供了大部分的营养物质,这些物质一进入土壤中就很快被植物吸收。

但是,包括磷在内的一些营养物质,会被雨水冲刷流入溪水河流之中,排出亚马逊流域。据估计,每年来自撒哈拉沙漠并最终落到亚马逊地区土壤中的磷总量约为22000吨,与雨水和洪水导致的磷流失总量相当。这一发现也是一项更大规模研究的一部分,该研究致力于了解沙尘和气溶胶对某些地区和全球气候的影响。

▲数据显示,每年在大风等气候条件的作用下,平均有1.82亿吨的沙尘被从撒哈拉沙漠西边(经度为15°W)吹起

“我们知道沙尘在许多方面都很重要。它是地球系统的必要部分,”于洪彬说,“沙尘会影响气候,与此同时,气候变化也会影响沙尘。”

对沙尘输送规模的估计基于NASA的CALIPSO卫星数据,时间跨度是从2007年到2013年。于洪彬及其同事之所以关注从大西洋经过加勒比海,再到南美洲的沙尘运输,是因为这是地球上最大规模的沙尘输送。

▲这些沙尘的体积可以装满689290辆半挂式卡车

▲CALIPSO卫星每秒能发出20个激光脉冲,每个脉冲的长度只有十亿分之二十秒

对博德里洼地的沙尘进行分析,并根据巴巴多斯和迈阿密地面站的数据结果,科学家估算出了撒哈拉沙尘中的磷含量。由此,科学家可以了解有多少磷沉降到了亚马逊流域。通过每年的观测,可以发现磷含量的变动很大。于洪彬说,在沙尘输送量最大的2007年与输送量最少的2011年之间,出现了86%的差异。

气候研究包括全球到地区的变化,也包括除沙尘之外的其他物质的变化。亚马逊雨林也是其他多种气溶胶,如烟雾和包含有细菌、真菌、孢子、花粉等物质的生物颗粒。接下来,于洪彬及其同事计划对云层中的这些气溶胶进行研究,了解它们对气候产生的影响,以及与来自非洲的沙尘之间有何联系。

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