太平洋上空的彩虹
“基洛莫阿纳”号科考船于7月2日完成了南半球的航程,抵达北纬3度,距离赤道仅300公里。当我们穿越热带辐合带(ITCZ)时,天气变得炎热潮湿,但阵雨过后,我们看到了许多彩虹!我们还遇到了许多白鳍鲨,并从甲板上观赏了它们捕猎一群鲯鳅的场景。
我们继续进行采样和过滤,并密切监测MIMS。该装置开始出现氧气不饱和的现象,这意味着氧气的消耗速度超过了光合作用的产生速度。我们还有机会了解其他科研团队正在进行的研究工作。
鲯鳅从海里跳出来
鲯鳅从水里跳出来
船上的科学家正在收集样本,并将这些样本带回实验室,测量溶解有机氮的浓度、分子组成和同位素组成,以帮助确定航行断面的哪些区域产生新的有机营养物质,哪些区域消耗有机营养物质。
来自斯克里普斯海洋研究所的实验室技术员文森特·约翰逊教我们如何过滤用于高效液相色谱(HPLC)的颗粒物。他还在采集氧气、溶解性无机碳(DIC)和盐度的样品。在4号站,他投放了一系列生物地球化学-Argo浮标中的第一个。这些浮标是管理海洋机器人浮标的国际项目的一部分,这些浮标收集数据并通过卫星传输到斯克里普斯研究所。该仪器可以收集温度、盐度、生物生产力等信息!
图中是一条丝鲨在水面下游弋的景象
可能是丝鲨,也可能是蓝鲨(在夜间,在船上的灯光照射下,蓝鲨看起来是棕色的)。
斯坦福大学的实验室技术员珍·卡罗莱夫斯基博士研究不同的同位素,并利用它们来了解生物地球化学过程。在这次航行中,卡罗莱夫斯基博士正在测量亚硝酸盐的同位素组成。通过分析不同同位素的丰度,她可以追踪亚硝酸盐参与过的反应。我们还询问了卡罗莱夫斯基博士她的研究背景以及海洋学对她如此重要的原因。“地球其实应该被命名为大洋洲……海洋是全球的循环系统,”她说。“我们正在对地球和海洋进行巨大的改变。了解它们的运作方式至关重要,这样我们才能预知未来会发生什么。”
地图显示了Argo浮标在全球的位置。
Argo 浮标运行分布图。图中红色部分为部署在 4 号站的浮标。
新罕布什尔大学首席科学家罗伯·莱彻教授带领一组科学家登上“基洛莫阿纳”号科考船,研究溶解性有机物,特别是浮游植物利用的不同形态的氮。新罕布什尔大学的博士生斯特拉·罗利正在测量氨和酶的活性,而玛雅·塔博尔则在为她的硕士项目收集溶解性有机磷。新罕布什尔大学的研究团队还在进行一系列包含11种不同处理的培养实验,以确定微生物群落对溶解性有机氮(DON)的分解控制和分解速率——这是DONUT项目的核心组成部分之一。
由首席科学家之一安吉·克纳普教授领导的德克萨斯农工大学团队正在研究微生物群落和地球化学示踪剂。艾比·戴和艾玛·斯科特·韦尔曼是德克萨斯农工大学的应届毕业生,目前以研究生身份加入团队,分别从事不同的研究项目。艾比负责采集DNA样本,研究表层水和深层水中真核生物的分布,并重点监测克拉里昂-克利珀顿带(位于北太平洋中部,是深海采矿区)的微生物群落。艾玛则负责过滤和冷冻海水,以测量硝酸盐同位素,并测量硅酸盐含量,以此作为生产力指标,并确定样本取自哪个水团。
学生们正在努力过滤海水
新墨西哥大学团队在水力实验室的过滤装置
首席研究员(PI)Rene Boiteau教授带领着明尼苏达大学的一个研究小组,致力于识别特定的溶解性有机分子和代谢物。这些分子是海洋藻类和细菌的代谢废物,但它们含有重要的营养物质,例如氮和磷(一种微生物的垃圾可能是另一种微生物的宝藏)。然而,有些分子比其他分子更难回收利用,而这些分析的目标是确定某些代谢物是否能在被重新利用之前被远距离输送,这代表着一股重要的“半不稳定”有机营养物质的流动,可能对北太平洋环流中的藻类营养至关重要。该研究小组包括两名博士生:黄凯妮(Caini Huang)和CJ Denault。为了实现这一目标,研究小组对来自CTD和培养箱的海水进行过滤,以分离颗粒物并提取溶解性分子。然后,他们使用“固相萃取”技术捕获这些分子,该技术使有机分子吸附在树脂上,从而从稀释的海水中浓缩它们。回到大学后,凯尼将使用超高效液相色谱-Orbitrap质谱联用技术(UHPLC-Orbitrap-MS)来确定分子组成及其在航程中的分布。由于这种方法会遗漏一些极性较强的代谢物,CJ还收集并冷冻了一些较小的样品,这些样品将进行化学反应,以便更容易地使用固相萃取法捕获缺失的部分。
一张生日蛋糕的图片,蛋糕顶部有一个甜甜圈标志。
蛋糕由三副茱莉亚装饰,上面有甜甜圈标志。
我们以一场精彩的七月四日庆祝活动结束了这周!科学团队和船员们一起享用了美味的烧烤,唱了卡拉OK,还玩了投掷沙包游戏(可惜的是,5Cs团队无人获胜)。能和船员以及其他科学家一起放松,增进彼此了解,真是太棒了!
下周,我们将探讨进入太平洋副热带环流区后的经历。我们预计,随着进入营养匮乏的水域,生产力模式会发生变化,溶解有机氮(DON)循环模式也会有所不同。







