“了解这些大规模的模式有助于我们了解整个大西洋盆地的海洋生产力，”毕格罗海洋科学实验室的高级研究科学家、该论文的主要作者威廉·鲍尔奇说。“收集这个数据集对我的团队来说是一项超人的努力，我们在海上度过了数百天，进行了多年的分析。”

研究人员发现，在整个大西洋意想不到的地方，球石藻既挣扎又茁壮成长。它们在亚极地和温带水域最为丰富，而在赤道附近却出奇地稀少，而赤道附近丰富的营养和阳光造就了全球海洋中最具生物生产力的地区之一。

研究小组还发现，一些球石藻物种在接近阳光最远的地表以下深处茁壮成长——在一个被称为“亚南极模式水”的重要水层内部或上方。这一独特的特征从南大洋向北流动，为包括北半球在内的全球大部分海洋提供营养。鲍尔奇怀疑，南大洋中不断增长的球石藻数量正在耗尽水层的营养供应，并改变其化学成分——当球石藻到达赤道时，可能会使它不适合球石藻生存。

“亚南极模式的水对全球大部分海洋施加了惊人的控制，”鲍尔奇说。“如果颗石藻正在改变其基本特性，那么它们可能会影响到哪些物种在远在赤道甚至北半球的食物网中生长。”

巴尔奇和他的团队建立了这个庞大的数据集，这些数据是通过大西洋经向样带项目进行的10次为期45天的研究巡航收集的，该项目横跨英国和南美洲尖端之间的大西洋。他们的发现对依赖美国宇航局海洋彩色卫星的观测也有重要的应用。这些强大的海洋学工具使科学家们能够通过测量它们反射回太空的光来探测颗石藻的数量，但它们需要在水中进行测量，以核实卫星数据的真实性。NASA是这项工作的主要资助者。

球石藻通过从海水中提取溶解的无机碳，从白垩矿物中构建保护性结晶板。一个物种板块的形状会影响这些板块在海洋表面散射光线的方式，尤其是在它们分离并开始向海底下沉之后。研究人员发现，并不是所有的球石藻都会掉下它们的盘子，而且在整个水柱中发现的盘子只来自少数物种。

这一发现极大地简化了从卫星反射数据中测量球石团所含碳所需的计算。球石藻在全球碳循环中发挥着重要作用，了解它们生活的地方以及它们如何散射光线，对于量化这一重要元素如何在海洋表面和海底之间移动至关重要。最终，这些碳要么被深海细菌分解，要么被埋在沉积物中，有效地将其与大气隔绝了数千年。

Balch的团队和一个国际调查团队将在一月份继续这项研究，届时他们将开始一次由美国国家科学基金会资助的巡航，以回答这项研究提出的最重要的问题之一——南大洋的颗石藻是如何在亚南极模式的水向北流动之前改变它的。他们的研究将阐明这些变化如何影响更北地区的生产力，以及为什么在赤道地区球石藻如此稀少。

“一个重要的问题仍然存在——赤道水域缺少了什么，使得它不利于球石藻在世界海洋如此肥沃的地区生长?”巴尔奇说。“温带地区和赤道地区的颗石藻数量差异很大，这对海洋的食物网和整个地球的生产力都有巨大的影响。”