厦门大学海洋与地球学院

College of Ocean and Earth Sciences
教师后台登录
学院办公系统
研究生座位申请
实验教学中心
学院校友网
教室查看/预约
学院简介/年报
科考船简报
海洋科技博物馆
厦门大学陈敏教授团队揭示北极/亚北极海域初级亚硝酸盐极大值层(PNM)形成机制
COE COE 2022/7/10 1353 返回上页

近日,国际权威地学期刊Geophysical Research Letters在线发表了厦门大学海洋与地球学院陈敏教授研究团队的最新研究论文“Nitrite cycling in warming Arctic and subarctic waters”。该研究运用亚硝酸盐天然氮、氧同位素示踪方法,揭示了北极/亚北极海域初级亚硝酸盐极大值层(PNM)的形成机制及氮转化速率。

亚硝酸盐是海洋氮循环的关键中间体,参与了几乎所有的氮生物地球化学过程。尽管在海水中的浓度很低,亚硝酸盐的生物活性和化学活性使其在全球氮循环中扮演着重要角色。观测表明,在海洋真光层底部往往存在亚硝酸盐的累积,造成初级亚硝酸盐极大值层的出现,通常称为PNM。这一现象在全球海域普遍存在,但目前对其形成机制还缺乏共识。特别是,以往的研究工作主要集中在中低纬度海域,较少涉及极地海域,这限制了对PNM形成机制的全球性认识。在全球变暖背景下,北冰洋正经历着水温升高、盐度降低、层化加剧等显著变化,揭示这种快速变化情景下亚硝酸盐循环的规律,对于理解PNM的形成机制和未来变化趋势具有重要的意义。

亚硝酸盐双同位素示踪是厘清亚硝酸盐生物地球化学过程的强有力工具,但极地海洋的亚硝酸盐研究此前尚未见报道。研究团队依托中国第九次北极科学考察航次,研究了亚硝酸盐及其双同位素组成的特征,揭示了PNM的形成过程及亚硝酸盐的循环速率。研究结果表明,北极和亚北极海域PNM的形成主要受控于氨氧化过程(图1),而亚硝酸盐氧化在亚硝酸盐迁出路径中起着重要作用(图2)。与中低纬度海域相比,北极上层海洋可能存在更加活跃的亚硝酸盐循环。该研究成果不仅加深了对北极氮循环过程的认识,而且对于揭示气候变化背景下海洋氮循环的演变趋势具有重要的指导意义。

厦门大学海洋与地球学院同位素海洋化学实验室陈阳军博士(现任职于江苏海洋大学)为该论文第一作者,陈敏教授为通讯作者。该项研究工作得到国家自然科学基金创新研究群体项目(41721005)和中国大洋矿产资源研究与开发协会项目(DY135-13-E2-03)的联合资助。

 

图1 北极和亚北极PNM中亚硝酸盐氮、氧同位素组成及其调控过程

图2楚科奇海、白令海、阿拉伯海和南海上层水体中亚硝酸盐氧化对亚硝酸盐总消耗的贡献

 

论文来源:

Chen, Y., & Chen, M. (2022). Nitrite cycling in warming Arctic and Subarctic waters. Geophysical Research Letters, 49, e2021GL096947.

 

论文链接:

https://doi.org/10.1029/2021GL096947

 

供稿:陈阳军

编辑:苏颖

审核:刘志宇

审核发布:唐腾凤




厦门大学海洋与地球学院
技术支持:zzf19850106@xmu.edu.cn