华盛顿- 由于围绕着每个薄片的goop,海洋中的微小下沉的碎屑掉落得更慢。
斯坦福大学的物理学家Rahul Chajwa于11月19日在美国体育学会的流体动力学司举行了报道,无形的粘液制成了围绕每个薄片的“彗星尾巴”。那些粘液尾巴降低了薄片掉落的速度。这可能会影响碳在海洋深处隔离的速度,这使得这种粘性粘糊糊的物理学对于理解地球气候很重要。
尽管科学家知道粘胶是海洋中“海洋雪”的组成部分,但他们以前尚未测量其对下沉速度的影响。
海洋雪是由死亡和活的浮游植物制成的,腐烂的有机物,粪便,细菌和其他水生杂草杂志,所有这些都包裹在生物体产生的粘液中。就像在呼吸道病毒季节堵塞气道闻名的笨蛋一样,粘液也称为粘弹性流体((SN:3/17/16)。这是像液体一样流动的东西,但也表现出弹性行为,在拉伸后弹回。
这种水下暴风雪并不容易研究。当在海洋中观察到时,颗粒会迅速下沉。在实验室中,可以将颗粒观察到更长的时间内,但是上岸的跋涉会降低微妙的海洋雪并杀死其中的生物体。
因此,Chajwa及其同事在海上建立了一个物理实验室。在缅因州湾的一项研究容器上,该小组在水面以下80米的陷阱中收集了海洋雪颗粒。然后,他们将渔获量装入船上的设备中,旨在观察掉落的颗粒。
它被昵称为“重力机”,是一个充满液体的车轮,可以旋转以保持单独的薄片,从而保留相机。这有点像仓鼠碎屑。当薄片下沉时,车轮转动以使雪向相反的方向移动,从而无限期观察到降雪。重力机本身被安装在一个仪式上,旨在避开船上的摇摆。
卢森堡大学的生物物理学家Anupam Sengupta说:“这是您在海洋中获得的真正海洋雪与实际上可以做的事情之间的一个非常好的折衷方案。”
为了观察流体如何在颗粒周围流动,研究人员在重力机中的流体中添加了微小的珠子。这揭示了颗粒周围的流体流量速率。粒子周围的彗星尾部区域中流体流的速度慢了,揭示了与粒子一起下沉的看不见的粘液。
颗粒以每天200米的速度沉没。粘液在下沉速度中发挥了重要作用。 “粘液越多,颗粒下沉的速度就慢,” Chajwa说。平均而言,Chajwa及其同事确定,粘液在海洋上部的100米上持续了两倍。
如果它足够深,海洋的雪可以使碳脱离大气层。那是因为活的浮游植物像植物一样,吸收二氧化碳并释放氧气。当浮游植物形成海洋雪时,他们下沉时将碳随身携带。如果薄片到达海底,它可以在底部沉降到长时间缓存该碳的浮渣中。粒子下沉的速度越快,他们越有可能在深渊中陷入困境被小动物吃掉((SN:6/23/22)。
研究人员说,知道颗粒下沉的速度对于计算海洋对地球气候的影响以及随着气候温暖的变化而变化很重要。海洋是主要参与者在地球的碳周期中(SN:12/2/21),并且科学家估计,自工业化以来,海洋已经占据了人类释放的二氧化碳的30%。 Chajwa及其同事希望他们的结果可用于完善气候模型,目前尚未考虑粘液。
因此,这种粘液没什么可打喷嚏的。 “我们正在谈论微观物理学,”斯坦福大学物理学家Manu Prakash说,这项工作的合着者是也在论文中报道了10月3日在Arxiv.org提交。 “但是将其乘以海洋的数量……这就是给您问题规模的原因。”