麻省理工科学家探索“海洋死亡区”，绘制海洋缺氧区三维地图

文｜陈根

氧气是维持生命的基本物质，海洋中几乎到处都有生命，除了某些地方氧气自然骤降，水域变得不适合大多数有氧生物生存，这些荒凉的水域被称为“缺氧区”（ODZs）。尽管它们占海洋总体积不到1％，但它们是一氧化二氮的重要来源，在生态系统中扮演着不可或缺的角色。

缺氧区是自然发生的大面积、持续性的海洋区域，是海洋微生物吞噬下沉浮游植物和周围所有可用氧气的结果。具体来说，氧气浓度在海洋中的分布并不是均匀的，其一般分布特征是海洋上层多、底层少，高纬度多、低纬度少，但在一些特殊时间段或者特殊海域，海洋中的氧气会特别少。

长期生活在氧气浓度无法满足自身生存需要的鱼类，只有两个选择：要么逃离这片缺氧海域，要么等着窒息而死。缺氧的海洋区域是无法支撑大规模的鱼群生存的，所以又称为“海洋死亡区”。

近日，麻省理工的研究人员使用一种新方法处理了超过40年的海洋数据，包括许多由研究船和部署在热带太平洋的自主机器人进行的近1500万次测量。研究人员汇编并分析了这些数据，生成了不同深度的缺氧区地图。

在过去的研究里，研究船主要通过把瓶子扔到不同深度的海域拖起海水，然后由科学家测量海水中的氧气来探索这些地区。但测量真正的零氧时，深度部署的瓶子里会盛满氧气，从而浸出到样品中，夸大测量的真实值。

在该研究中，研究人员采用了一种不同的方法——使用测量数据不是看它们的真实值，而是看这个值在水体中如何变化。

研究人员使用传感器改变其浮力以测量不同深度的水，这些传感器通过测量各种信号，包括电流的变化或由光敏染料发出的光的强度，以估计溶解在水中的氧气量。与代表单一离散深度的海水样本不同，这些传感器在水柱中下降时能够连续记录信号。

根据测量结果，研究人员绘制出热带太平洋中两个主要的缺氧区，其可作为今天ODZ位置的一个参考。未来，该团队希望通过持续的测量来增加这个地图集，以更好地追踪这些区域的变化，并预测它们如何随气候变化而改变。