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磷虾也能搅动大海

时间:2018-10-26 分类:知识窗

侯美玲

磷虾属于甲壳类浮游动物,是许多经济鱼类和须鲸的重要饵料。磷虾有昼夜垂直移动的习性,夜晚上升到水体表层,清晨则下降到水面下。磷虾体型小,刚孵出的幼虫体长约0.5毫米,重约0.02毫克,成熟的磷虾体长约95毫米,重约8毫克。

磷虾是群居生物,在集体移动时,每只磷虾的头部都会朝着同一个方向排列,聚集不散,即使被航行的船只冲散,磷虾也能够快速聚集在一起,并且按照原来的方向游动。海洋中的磷虾常以百万数量聚集,形成数百米长的磷虾群,每天向上迁徙距离可达一千米。

以往的研究认为,能将丰富的地表水运送到海洋深处的因素有两个:风和浪的作用。针对磷虾群有规律的游动现象,科学家产生了疑问:磷虾的游动是否会对海水的循环与混合造成某种影响?这种迁移是否可以将营养物质、微生物和热量向下输送?对于这样的疑问,很多人嗤之以鼻,磷虾如此之小,何以能够撼动海洋?

斯坦福大学流体力学研究所的约翰·达比利决定寻找答案。达比利团队选取了和磷虾结构、体型接近的丰年虾作为研究对象,原因是它们适应盐水环境,游动时对盐水产生的湍流能够用纹影摄影方式予以展示。

研究人员制作了一个巨大的水缸,顶部装有蓝色发光二极管。水缸中装有两种不同浓度的盐水,以及13.5万只丰年虾。研究人员将丰年虾沉到水底,然后用蓝光进行诱导,以此形成丰年虾集体向上迁移的现象。通过示踪颗粒和纹影成像等方法,丰年虾游动时对水体的影响得以清晰展示。

实验结果显示,当13.5万只丰年虾一起向上迁移时,由于身体旋转角度一致,在基体效应作用下,水体会形成一个显著的向下流动,在垂直方向,两种浓度盐水的混合速度增加了1000倍。面对这一结果,达比利兴奋地说:“作为微小的无脊椎动物,一只磷虾或丰年虾游动时对水体的搅动作用微乎其微,但它们集体向一个方向游动时,能够推动海水产生涡流。”换句话说,磷虾能够搅动大海。

有了以上研究结果,海洋科学家建议,将磷虾作为“能将地表水运送到海洋深处”的第三个因素。下一步,科学家准备将磷虾纳入海洋环流模型中,以便于准确预测海洋在气候变化中的作用。

微小的磷虾之所以能够搅动广阔的海洋,是因为它们聚集在一起,且向一个方向同時用力的缘故。所以说,千万不要小看弱小的磷虾,在某些特定情况下,它们的力量让人震惊。