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對抗氣候變遷、減少大氣中的二氧化碳是全世界科學家矚目的議題之一。由美國達特茅斯大學（Dartmouth College）最新發表的研究提出了一個創新的方法：利用海洋中存在的數兆個微小浮游動物（zooplankton）的消化系統，來協助固碳。這項發表在《自然科學報告》（Nature Scientific Reports）期刊的研究，透過加速海洋自然的碳循環，又稱生物泵（biological pump, BP）來達成固碳的目標。

在固碳過程中，研究團隊利用浮游植物會產生的藻華（algal bloom），再加上浮游動物特殊的「晝夜垂直遷移」（diel vertical migration）特性，並由人為在海洋表面噴灑黏土粉塵，促使更多二氧化碳進入深海長期沉降。此過程利用了黏土來提高生物泵的效率，使浮游動物產生的含黏土糞便能更快下沉。

藻華現象每年可以從大氣中吸收約1500億噸的二氧化碳，並將二氧化碳轉化為有機碳顆粒。然而，當藻華結束後，海洋細菌會分解這些顆粒，因此大部分被捕獲的碳會被重新釋放到大氣中。研究團隊發現，當藻華結束時，在海洋表面噴灑黏土粉塵，這些粉塵就能夠在碳顆粒重新進入大氣前與之結合，形成小型黏性顆粒的絮狀物，也成為浮游動物的食物。這些顆粒隨後會被浮游動物攝食，成為糞便並在較深的水層中排出。

浮游動物每天晚上都會從深海上升數百，甚至數千英尺到營養豐富的表層水域覓食，此種日常遷移行為又被稱為晝夜垂直遷移。當天亮時，牠們帶著體內的絮狀物回到深水層，並以糞便的形式排出。而藉由浮游動物主動運輸的過程，大大縮短了碳到達深層所需的時間，也就更有機會使碳沉降並儲藏在海底。

在2023年緬因灣（Gulf of Maine）出現藻華期間，研究團隊收集相關樣本並於實驗室中進行實驗，結果令人振奮。他們發現加入黏土粉塵後，能夠捕捉50％的碳顆粒，避免碳回到大氣。此外，添加黏土使黏性有機顆粒的濃度增加了十倍，同時導致促進碳釋放回大氣的細菌數量大幅減少，也讓浮游動物的糞便中含有黏土、沉降得更快。

研究團隊目前計劃在南加州海岸的浮游植物藻華區域進行實地測試，使用農用飛機噴灑黏土。他們將在離岸不同深度的區域放置感應器，以了解不同種類的浮游動物如何消耗黏土碳絮狀物。

這項研究為應對氣候變遷提供一個創新的思路，展示了如何巧妙地運用海洋生態系統的自然過程來增強碳封存效率。雖然這項技術仍處於初期階段，但它的潛力令人期待，或許未來能成為減緩全球暖化的重要工具之一。

新聞來源
Kelly, M. (2024 December 12). Tiny Animals in the Ocean May Help Solve the Carbon Problem. Dartmouth College. https://home.dartmouth.edu/news/2024/12/tiny-animals-ocean-may-help-solve-carbon-problem