研究发现飓风也会在海底留下深深的"伤痕"

深海观测站的长期数据显示，飓风将珊瑚礁沉积物和污染物输送到深海，影响碳封存和海洋化学。飓风对陆地、船舶和海上石油平台的影响众所周知。然而，人们对其对海洋（尤其是海洋下层）的影响仍知之甚少，调查起来也颇具挑战性。

飓风伊戈尔（2010 年）掠过百慕大和 MBL 的海洋通量计划研究站。图片来源：NASA MODIS

一个独特的水下观测站正在帮助弥补这一差距。这个水下平台锚定在距百慕大东南约 47 英里的马尾藻海海底，收集不同深度的沉降颗粒，如沉积物、微型浮游生物壳、有机物和污染物。它每两周取样一次，为近 50 年的深海变化记录做出了贡献。

现在，海洋生物实验室（MBL）海洋通量计划（OFP）的研究人员利用这一长期数据集首次揭示了飓风对深海环境的重大影响。

由 MBL 助理研究员Rut Pedrosa-Pamies领导的团队研究了飓风 Fabian（2003 年）和飓风 Igor（2010 年）从百慕大碳酸盐台地（海洋生物的浅水礁避难所）携带并沉积到深海的沉积物。他们发现了持续数周的显著影响。他们最近在《地球物理研究杂志 - 海洋》上发表了他们的数据。

2010 年飓风伊戈尔过境后，海洋通量计划在 500 米深处收集了飓风引起的沉积物羽流中的颗粒。这张图片显示了礁石碳酸盐碎屑的主导地位。图片来源：JC Weber

事实证明，飓风法比安在短短两周内就将大量沉积物带到深海，而这些沉积物通常需要一年的时间才能积累起来。这些沉积物是珊瑚礁平台上蓬勃发展的生态系统中形成的富含碳酸盐的物质，对海洋环境有重大影响。如果它们被埋在深层沉积物中，它们可以封存碳数千年甚至更长时间。它们还可以提供缓冲作用，帮助抵消海洋酸化，这是大气中二氧化碳浓度上升的结果。

“这是首次有研究近乎实时地展示了飓风引发的物质从浅层碳酸盐平台向深海的输送，”佩德罗萨-帕米斯说。“而且不仅仅是碳酸盐；[飓风]还会输送许多其他物质，如磷、岩石矿物，以及铅等污染物。”

“我对极端天气事件很感兴趣，”佩德罗萨-帕米斯说。“当飓风经过时，会涌出一股寒冷、营养丰富的海水”，滋养海洋上层的细菌和浮游生物，刺激它们的生产力。但飓风如何影响环绕浅水礁的深海水柱尚未得到充分研究。

研究小组还发现，“并非所有飓风都会引发相同的反应，”她说，“这在很大程度上取决于该地区的海洋深度、上层海洋条件、飓风特征等。”与法比安不同，飓风伊戈尔重新悬浮的碳酸盐平台颗粒悬浮了数周之久。

“这是一项重要发现，因为它证明了极端天气事件中悬浮的颗粒可以在生态系统和水体中存留很长时间，”佩德罗萨-帕米斯说。“我相信这对不同水深的微生物群落、沉降速率和颗粒聚集方式都有影响。”

科学家们在百慕大附近的海洋通量计划研究地点部署沉积物捕集器。 LR：鲁特·佩德罗萨·帕米斯、杰斯·英尼斯、JC·韦伯。参见：Pedrosa-Pamies 等人，J. Geophys。研究。-海洋，2025 年。图片来源：

浅水礁遍布世界各地，随着时间的推移，它们形成了广阔的碳酸盐平台。佩德罗萨-帕米斯说，这些平台在海洋沉积过程和碳循环中发挥着重要作用。它们占所有浅水碳酸盐产量的约一半，占深海碳酸盐产量的四分之一以上。

虽然飓风法比安和伊戈尔对全球的影响很小，但这项研究获得的有关大风暴期间沉积物输送基本机制的知识应该适用于全球广泛的碳酸盐平台。它指出了风暴在碳封存和缓冲海洋酸化方面可以发挥的重要作用。

OFP 自 1978 年以来一直在持续运行，是“同类中时间最长的序列”，佩德罗萨-帕米斯说。“如果没有这个时间序列，研究偶发事件（如本例中的飓风）是不可能的。当暴风雨来临时，你不可能坐在那里收集颗粒物，而此时风和海浪很大。”

她解释说，采样地点靠近百慕大很重要，因为“百慕大是世界上最北端的亚热带珊瑚礁和碳酸盐平台，经常受到飓风的影响。”

OFP 最近发表了对其在百慕大附近停泊平台 44 年（1978-2022 年）沉降颗粒的分析结果。该结果发表在《海洋学进展》上。

每六个月将 OFP 的深水系泊缆绳拉上船并取回样本进行分析，这是一个具有挑战性的、需要一整天的时间的操作。

“我无法充分强调团队合作在这样的时间序列中的重要性。如果没有全体工作人员的帮助，这是不可能的，”佩德罗萨-帕米斯说。“他们都很棒，我们已经和他们合作了很长时间。”

编译自/ScitechDaily