深海觀測站的長期數據顯示，颶風將珊瑚礁沉積物和污染物輸送到深海，影響碳封存和海洋化學。颶風對陸地、船舶和海上石油平臺的影響眾所周知。然而，人們對其對海洋（尤其是海洋下層）的影響仍知之甚少，調查起來也頗具挑戰性。

颶風伊戈爾（2010 年）掠過百慕大和 MBL 的海洋通量計劃研究站。圖片來源：NASA MODIS

一個獨特的水下觀測站正在幫助彌補這一差距。這個水下平臺錨定在距百慕大東南約 47 英里的馬尾藻海海底，收集不同深度的沉降顆粒，如沉積物、微型浮游生物殼、有機物和污染物。它每兩周取樣一次，為近 50 年的深海變化記錄做出了貢獻。

現在，海洋生物實驗室（MBL）海洋通量計劃（OFP）的研究人員利用這一長期數據集首次揭示了颶風對深海環境的重大影響。

由 MBL 助理研究員Rut Pedrosa-Pamies領導的團隊研究了颶風 Fabian（2003 年）和颶風 Igor（2010 年）從百慕大碳酸鹽臺地（海洋生物的淺水礁避難所）攜帶并沉積到深海的沉積物。他們發現了持續數周的顯著影響。他們最近在《地球物理研究雜志 - 海洋》上發表了他們的數據。

2010 年颶風伊戈爾過境后，海洋通量計劃在 500 米深處收集了颶風引起的沉積物羽流中的顆粒。這張圖片顯示了礁石碳酸鹽碎屑的主導地位。圖片來源：JC Weber

事實證明，颶風法比安在短短兩周內就將大量沉積物帶到深海，而這些沉積物通常需要一年的時間才能積累起來。這些沉積物是珊瑚礁平臺上蓬勃發展的生態系統中形成的富含碳酸鹽的物質，對海洋環境有重大影響。如果它們被埋在深層沉積物中，它們可以封存碳數千年甚至更長時間。它們還可以提供緩沖作用，幫助抵消海洋酸化，這是大氣中二氧化碳濃度上升的結果。

“這是首次有研究近乎實時地展示了颶風引發的物質從淺層碳酸鹽平臺向深海的輸送，”佩德羅薩-帕米斯說。“而且不僅僅是碳酸鹽；[颶風]還會輸送許多其他物質，如磷、巖石礦物，以及鉛等污染物。”

“我對極端天氣事件很感興趣，”佩德羅薩-帕米斯說。“當颶風經過時，會涌出一股寒冷、營養豐富的海水”，滋養海洋上層的細菌和浮游生物，刺激它們的生產力。但颶風如何影響環繞淺水礁的深海水柱尚未得到充分研究。

研究小組還發現，“并非所有颶風都會引發相同的反應，”她說，“這在很大程度上取決于該地區的海洋深度、上層海洋條件、颶風特征等。”與法比安不同，颶風伊戈爾重新懸浮的碳酸鹽平臺顆粒懸浮了數周之久。

“這是一項重要發現，因為它證明了極端天氣事件中懸浮的顆粒可以在生態系統和水體中存留很長時間，”佩德羅薩-帕米斯說。“我相信這對不同水深的微生物群落、沉降速率和顆粒聚集方式都有影響。”

科學家們在百慕大附近的海洋通量計劃研究地點部署沉積物捕集器。 LR：魯特·佩德羅薩·帕米斯、杰斯·英尼斯、JC·韋伯。參見：Pedrosa-Pamies 等人，J. Geophys。研究。-海洋，2025 年。圖片來源：

淺水礁遍布世界各地，隨著時間的推移，它們形成了廣闊的碳酸鹽平臺。佩德羅薩-帕米斯說，這些平臺在海洋沉積過程和碳循環中發揮著重要作用。它們占所有淺水碳酸鹽產量的約一半，占深海碳酸鹽產量的四分之一以上。

雖然颶風法比安和伊戈爾對全球的影響很小，但這項研究獲得的有關大風暴期間沉積物輸送基本機制的知識應該適用于全球廣泛的碳酸鹽平臺。它指出了風暴在碳封存和緩沖海洋酸化方面可以發揮的重要作用。

OFP 自 1978 年以來一直在持續運行，是“同類中時間最長的序列”，佩德羅薩-帕米斯說。“如果沒有這個時間序列，研究偶發事件（如本例中的颶風）是不可能的。當暴風雨來臨時，你不可能坐在那里收集顆粒物，而此時風和海浪很大。”

她解釋說，采樣地點靠近百慕大很重要，因為“百慕大是世界上最北端的亞熱帶珊瑚礁和碳酸鹽平臺，經常受到颶風的影響。”

OFP 最近發表了對其在百慕大附近停泊平臺 44 年（1978-2022 年）沉降顆粒的分析結果。該結果發表在《海洋學進展》上。

每六個月將 OFP 的深水系泊纜繩拉上船并取回樣本進行分析，這是一個具有挑戰性的、需要一整天的時間的操作。

“我無法充分強調團隊合作在這樣的時間序列中的重要性。如果沒有全體工作人員的幫助，這是不可能的，”佩德羅薩-帕米斯說。“他們都很棒，我們已經和他們合作了很長時間。”

編譯自/ScitechDaily