南极冰海

1999年2月9～22日，SOIREE现场铁加富实验在南大洋霍巴特西南2000千米处（61°S，140°E）进行。加铁后叶绿素a的质量浓度增加了6倍，二氧化碳分压降低了35μatm，NO3-的浓度降低了3μM。2000年，Smetacek等在非洲南部的南大洋（48°S，21°E）进行了EisenEx现场加铁实验，发现叶绿素a质量浓度增加4倍。2002年，科勒和布塞尔勒等在南大洋罗斯海附近(56°S，172°W和66°S，171°W)进行了两次大规模的现场加铁实验，被称为SOFEX-S和SOFEX-N实验，76名科学家分乘3艘科学考察船参加了这两次实验。在南极极锋带以南和以北300平方千米海域内释放了一吨的铁溶液。8周之内，叶绿素a质量浓度都增加了10倍多，二氧化碳分压降低了40μatm。2004年，Smetacek等在EisenEx实验的相同地点进行了另外一次加铁实验，即EIFEX。同年，迈克•哈维等在新西兰东南的亚南极海域内（48°S，173°E）也进行了SAGE加铁实验。

在这些南大洋加铁实验中，叶绿素a质量浓度在加铁后的4至5天开始增加，引起的藻类增长比赤道太平洋的IronEx系列实验延续更长的时间，如SOIREE实验结束后的6～7周，通过卫星观测还能发现明显的水华现象。现场加铁实验期间，总体上浮游植物是从小粒级向较大粒级转变，这与IronEx系列加铁实验类似。南大洋加铁实验中还测定了颗粒有机碳向深层转移的垂向通量。结果表明，即使海水中有足够的溶解铁，促进了光合浮游生物量和初级生产力的增加，但却不一定增加颗粒有机碳向下的垂直通量，大部分有机质又重新再矿化。

日本科学家Tsuda等首先在亚北极太平洋地区（48.5°N，165°E）进行了北半球的现场加铁实验SEEDS1（2001），后来在同一海区进行了另一次实验SEEDS2（2004）。伯伊德和洛欧等在亚北极阿拉斯加湾（50°N，65°W）进行了加铁实验，被称为SERIES（2002）实验。两组实验海域分别位于北太平洋HNLC海区的东西两侧。在亚北极太平洋的SEEDS实验中，叶绿素a的质量浓度增加了40倍，是报道的所有加铁实验中生物量增加最大的一次。亚北极北太平洋的两次加铁实验中，浮游植物光合作用效率是在加铁后2至3天内开始增加，响应时间介于南大洋和赤道太平洋之间。两次实验中，浮游植物由以小粒级的藻类占优势转变成以较大粒级的硅藻占优势，优势种群也有所不同。2004年5月，英国普利茅斯海洋实验所在大西洋东北部（27.5°N，22.5°W）进行了加铁实验FeeP，分析了铁与磷的共同限制作用。

加铁固碳是对是错？

多项实验的结果说明，铁在高纬度地区确实能刺激浮游植物生长。但需要注意的是，还没有足够的证据证实这些增加的生产力是否加强了生物泵的作用，或增加了二氧化碳在深海的埋藏。因此，大洋加铁固碳计划究竟是否可行，在国际海洋科学界引起了广泛的讨论。

首先需要讨论的问题是：大洋加铁引起的浮游植物爆发究竟能否大量吸收并固化大气中的二氧化碳？大洋加铁使浮游植物大量生长而减少大气中二氧化碳的潜能的确令人瞩目，但是持反对观点的人认为，大部分被大洋吸收的碳只是暂时被带入深海，若干年后仍会通过海洋生态系统循环而重回大气。许多研究者已经指出，较高的生产力并不意味着较多的二氧化碳能够储存于深海中。浮游植物所吸收的碳，仅有15%左右暂时沉入深海，而当死亡细胞分解时，仍会以二氧化碳的形式释放出来。数百年后，涌升流会把这些溶在海水中的二氧化碳气体重新带回阳光照耀的表层水域。同时，小部分死亡细胞没有参与前述的循环，而直接变成石油沉积物或海底的沉积岩，百万年后又以二氧化碳的形式，随着火山喷发重新回到大气中。也就是说，为了达到效果，加铁实验需要持续数10年，但数百年后，这些因海洋生物泵的增强而额外吸收的碳仍会回到大气层中。

海洋加铁固碳的环境后果也是科学家们争论的焦点。许多海洋专家认为，一旦开始大规模的铁施肥行为，就有可能造成长期的危害。科学家们开始从各方面考虑大洋加铁固碳可能引起的环境问题，包括加铁实验的直接后果——增加浮游植物生长和分解量、对海洋生态环境和其他生物的间接后果，以及大量增加海水表层浮游植物对海洋的物理作用等。

由于全球变暖的影响，据测算，格陵兰岛的冰盖约为260万立方千米，目前正在以每年100～150立方千米的速度消融。