细菌产生冷却气候的气体

细菌如何使气候变冷?
2019年8月23日

COASTLINE-SEAWEED

带海藻的淤泥海岸线

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我们都熟悉那种强烈的海边气味。这是二甲基硫化物的气味,简称DMS,一种由许多生活在海里和周围的生物产生的气体。这种气体也可能在冷却气候方面发挥作用。

DMS主要是由另一种化合物二甲基磺丙酸酯(可以理解地简称为DMSP)产生的,它似乎也是一种全方位有用的海洋分子。它是许多海洋微生物的食物,它有助于保护各种海洋生物(如藻类)的细胞免受周围咸水的影响,它也可能有助于这些细胞在低温和高压环境中发挥作用。

当DMS被释放到大气中时,它主要起到气溶胶层的作用,将太阳光线反射回太空,从而具有冷却气候的作用,并且间接地,它的衍生物有助于云的形成,从而具有冷却气候的作用。

直到最近,研究人员还认为DMSP和DMS仅由各种形式的海水植物产生,如海藻、浮游植物或盐沼草。现在,发表在《自然微生物学》杂志上的一项新研究似乎表明,细菌也是这些分子的重要生产者。

一个由来自中国、新西兰和英国的跨学科研究小组分析了来自诺福克海岸咸水沼泽和太平洋马里亚纳海沟的泥浆。该研究的主要作者、英国东安格利亚大学的乔纳森·托德博士解释说:“令人震惊的是,表面泥浆中的DMSP浓度比表面海水中的DMSP浓度高出约三个数量级。”

事实证明,泥浆中的许多生物都是细菌,研究人员能够分离出的细菌中约有四分之一能够产生DMSP。研究人员还研究了生活在泥中更大的生物群落的遗传图谱,发现那里存在的大量细菌具有产生DMSP的遗传潜力。然后他们可以估计一克泥浆中大约有1亿个细菌可以产生DMSP。

“这让我们认为,实际上,一般来说,海洋沉积物对DMSP的产生和循环非常重要,可能会产生这些气候活跃气体,如二甲基硫化物。”

研究人员还调查了西太平洋马里亚纳海沟的泥浆,发现即使在超过4公里的深处,也有许多产生DMSP和DMS的细菌。虽然在海洋底部产生的分子不太可能到达表面并最终进入大气,但发生在沿海沉积物中的分子却会到达。

尽管DMS是一种冷却气体,但研究人员强调,将其用于地球工程,即产生更多的DMS并将其释放到大气中以对抗气候变化,目前并不是一个切实可行的解决方案。这是由于全球气候的复杂性以及所涉及的潜在风险和副作用。然而,这些新发现对于开发更准确的DMS和DMSP产生和循环模型很重要,这将反过来告知我们对气候的理解。

托德说:“目前人们认为,大多数DMSP和DMS是在海洋表面环境中产生的。”“我们希望这项研究能够挑战这种古老的观念,并希望让人们相信细菌至少是这些分子的重要生产者。事实上,沉积物,这些沿海地区,潮滩,在气候模型中是非常重要的,这当然会影响政策制定者。”

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