NASA探测到海洋动物大规模迁移，它们要去哪？ - 海洋野生动植物迁徙

NASA研究人员利用基于太空的CALIPSO激光雷达观测到了地球上最大的动物迁徙，这种动物迁徙发生在小型海洋生物夜间从深海上浮捕食浮游植生物，然后在日出之前再次下潜。

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每天晚上在黑暗的掩护下，无数的小海洋生物——从鱿鱼到磷虾——从海洋深处游到接海平面觅食。这是地球上最大的动物迁徙，也是地球气候系统的重要组成部分。由于太空激光的意外使用，这一现象首次在全球范围内被观察到。

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研究人员利用2006年发射的云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测(CALIPSO)卫星观察了这种垂直迁移模式。他们在周三的《自然》杂志上发表了这项发现。

“这是一项最新的研究证明了一件令许多人吃惊的事情：lidars具有从太空提供科学上有用的海洋测量数据的敏感性，”位于弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心(Langley Research Center)的科学家、该研究的合著者克里斯·霍斯特勒(Chris Hostetler)说。“我认为我们只是触及了激光雷达可以实现的海洋科学的一部分。”

这项研究着眼于一种被称为Diel垂直迁移(DVM)的现象，在这种现象中，小型海洋生物在夜间从深海游上来，以接近海面的浮游生物为食，然后在日出之前返回深海。科学家们认识到，在全世界范围内，这种自然的每日迁徙是地球上动物迁徙总数最多的。

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每日垂直迁移的生物对地球气候的累积影响是显著的。在白天，海洋浮游植物进行光合作用，并在此过程中吸收大量的二氧化碳，这有助于海洋吸收大气中的温室气体。经历DVM的动物游到海面上，以海面附近的浮游植物为食，然后游回海面，带走浮游植物的碳。这些碳中的大部分会被排入海洋深处，阻止它们释放回大气。

“来自太空的激光雷达让我们能够每隔16天在全球范围内对这些迁徙动物进行采样，持续10年，”这项研究的负责人、俄勒冈州科瓦利斯俄勒冈州立大学(Oregon State University)的高级研究科学家和教授迈克·贝伦菲尔德(Mike Behrenfeld)说。“我们从未有过这样的全球覆盖范围，让我们得以观察这些动物的行为、分布和数量。”

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研究人员将注意力集中在热带和亚热带海洋区域，他们发现，虽然在低营养和清澈的水域中，垂直迁移的动物较少，但它们在这些地区的动物总数中所占的比例更大。这是因为，当视觉捕食者在清澈的海洋区域拥有最大优势的时候，这种迁徙行为主要是为了躲避视觉捕食者而进化出来的。

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在较阴暗和营养丰富的地区，经历DMV的动物数量较多，但它们在动物总数中所占的比例较小，因为视觉捕食者处于劣势。在这些地区，许多动物日夜都呆在水面附近。

研究人员还观察了迁徙动物种群的长期变化，这可能是由气候变化引起的。在研究期间(2008年至2017年)，CALIPSO的数据显示，在北太平洋和南太平洋、北大西洋和南印度洋的亚热带水域，迁徙动物的生物量有所增加。在热带地区和北大西洋，生物量减少。除了热带大西洋区域外，所有这些变化都与浮游植物产量的变化相关。

动物介导的碳传送带被认为是地球碳循环的重要机制。科学家们正在把经历DVM的动物作为气候模型的关键元素。

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贝伦菲尔德说：“这些建模者还没有一个全球性的数据集来校准这些模型，告诉他们这些迁移者在哪里最重要，在哪里最丰富，以及随着时间的推移它们是如何变化的。”“新的卫星数据让我们有机会将卫星观测与模型结合起来，更好地量化这种巨大的动物迁徙对地球碳循环的影响。”

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卫星数据也与全球渔业有关，因为迁徙的动物是潜伏在海洋深处的大型捕食者的重要食物来源。这些捕食者通常是对商业渔业有吸引力的鱼类品种。DVM信号越大，深海鱼类的数量就越多。

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虽然CALIPSO的激光是用来测量云层和大气气溶胶的，但它可以穿透海洋表层20米以上的区域。如果迁徙的动物到达这一层，它们就会被CALIPSO探测到。

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