科學家警告說，氣候模型缺少海洋中的一個關鍵角色

該研究重點關注鈣化浮游生物的三個主要類群：顆石藻類、有孔蟲類和翼足類動物。這組作者表示，氣候模型常常過度簡化或排除這些生物體，這可能導致人們無法完整地了解海洋將如何應對氣候變化。

鈣化浮游生物如何塑造碳循環？

當氣候模型忽略鈣化浮游生物時，它們可能會錯過全球碳循環的關鍵步驟。這些生物體建造由碳酸鈣（CaCO₃）是一種在海洋化學中發揮核心作用的物質。當浮游生物生長和死亡時，它們幫助將碳從大氣輸送到海洋更深層。

這個過程被稱為海洋碳泵，有助於長期穩定地球氣候。它還影響海水的化學成分，並有助於沉積物的形成，科學家們利用這些沉積物來研究過去的氣候。

ICTA-UAB ICREA 研究教授、該研究的主要作者 Patricia Zephyri 表示：“浮游生物殼很小，但它們共同塑造了我們海洋的化學成分和地球的氣候。” “通過將它們排除在氣候模型之外，我們可能會忽視決定地球系統如何應對氣候變化的基本過程。”

淺解的缺失過程

研究人員指出，浮游生物產生的大部分碳酸鈣不會沉入海底。相反，其中大部分在上層海洋融化，這一過程被稱為“淺層融化”。這種崩潰是由生物活動驅動的，包括捕食、顆粒聚集和微生物呼吸。

淺層融化以重要方式改變海洋化學，但在全球氣候評估中使用的主要地球系統模型（例如 CMIP6）中很大程度上缺失了。如果不考慮這個過程，模型可能會錯誤判斷碳如何穿過海洋以及系統如何應對環境壓力。

不同的浮游生物面臨不同的氣候威脅

該研究還證實，並非所有鈣化浮游生物的行為方式都相同。每個群體都有獨特的特徵，這些特徵影響他們的居住地點、他們在海洋生態系統中的運作方式以及他們對氣候變化的脆弱性。

顆石藻是最大的碳酸鈣生產者₃但它們對海洋酸化特別敏感，因為它們缺乏專門的機制來去除細胞中多餘的酸度。有孔蟲和翼足類動物具有這樣的機制，但面臨其他風險，包括氧氣水平下降和海洋溫度上升。這些生物體共同決定了碳在海洋中的儲存和回收方式，將它們視為一個整體可能會過於簡化海洋對氣候壓力的反應。

改善氣候模型，同時改善海洋生物學

作者呼籲立即努力測量每個浮游生物群產生、溶解和出口到更深水域的碳酸鈣的量。他們認為，將這些細節納入氣候模型將改善對海洋-大氣相互作用、長期碳儲存的預測，以及對用於重建地球氣候歷史的沉積物記錄的解釋。

“如果我們忽視海洋中最小的生物體，我們可能會錯過重要的氣候動態，”澤菲里博士說。 “將鈣化浮游生物納入氣候模型可以提供更準確的預測，並更深入地了解生態系統和社區如何受到影響。”

研究人員得出的結論是，填補這些知識空白對於建立下一代氣候模型至關重要，這些模型能夠更準確地反映海洋生物的複雜性。