我们未能果断地减缓气候变化，这促使研究人员研究更激进的方法，例如给海洋施肥以对抗空气中大量过量的二氧化碳。

“在这一点上，时间至关重要，”美国能源部太平洋西北国家实验室的地球科学家 Michael Hochella说。

“为了应对不断上升的气温，我们必须在全球范围内降低 CO 2水平。检查我们所有的选择，包括将海洋用作 CO 2汇，为我们提供了冷却地球的最佳机会。”

浮游植物是漂浮在海洋表面的各种光合作用微生物，是碳循环生物泵的主要组成部分之一，该生物泵将空气中的CO 2吸收到海洋深处。

这些微小的生物体需要铁等矿物质才能生长和繁殖，但漂浮在水面上的矿物质数量是固定的，这限制了浮游植物的繁殖量。

因此，正如肥料可以帮助光合作用生物在陆地上蓬勃发展一样，从理论上讲，同样的帮助也可以提供给漂浮在我们海洋上的日光生物。

鲸鱼曾经进行了大量的自然海洋施肥，通过巨大的粪便羽状物为浮游生物提供原本无法获得的营养。在工业捕鲸活动大幅减少鲸鱼数量之前，鲸鱼通过这一过程每年帮助清除近 200 万吨二氧化碳；现在接近200,000吨。

我们打破的循环的这种诗意的完成可以将这种碳封存数十万年，就像化石转化为燃料之前所做的那样。

该团队解释说，所需营养素的较大可溶性形式不会在表面附近停留足够长的时间以被浮游植物耗尽，因此研究人员转向了纳米颗粒。氧化铁和氢氧化铁等纳米颗粒是来自火山灰和土壤沉积物等来源的天然海洋肥料。

一些实验发现，使用海洋肥料的浮游植物大量繁殖最终会耗尽周围其他非人工供应的养分。这阻碍了它们的生长，这意味着未来的肥料可能需要加入更多的矿物质。

该团队在他们的论文中解释说： “如果通过使用工程纳米粒子实现相当大的 CO 2缩减，这可能允许将该方法作为二氧化碳去除技术应用于较小规模或特定位置，”从而减轻一些担忧对整个海洋生态系统进行地球工程和下游‘营养窃取’的风险。”

与任何大规模的环境操纵一样，这项提议并非没有重大风险，就像使用土地肥料一样。

“虽然天然纳米粒子存在于大多数海洋环境中，但向海洋添加 [工程纳米粒子] 的潜在不利环境风险需要进行严格评估，”Babakhani 及其同事警告说。

这些粒子都没有在现实条件下进行过重点研究，因此这个想法还处于头脑风暴阶段。

纳米粒子对海洋生物地球化学的长期影响尚不清楚，尤其是考虑到它们在海洋生态系统中随时间聚集的趋势，可能会扼杀海洋表面以下的生命。

研究人员概述了开始解决众多问题的计划。但他们估计，虽然设计正确的纳米粒子比使用现有材料要昂贵得多，但它将使我们能够根据特定环境（例如需要更多硅或铁的环境）的需要定制它们，从而使它们更适合有效的。

虽然对这种极端干预的需求越来越大，但研究人员承认必须极其谨慎地对待它们。与此同时，我们已经有了可靠且更好理解的地球工程方法：保护剩余的和恢复丢失和退化的生态系统。

这项研究发表在Nature Nanotechnology上。