罗格斯大学在《美国国家科学院院刊》发表的研究表明，海洋浮游植物的光合作用能力受到铁元素的显著影响。这些微小的海洋藻类通过光合作用产生的氧气，约占人类呼吸所需氧气总量的一半，而铁元素作为关键微量营养素，对这一过程起着决定性作用。

海洋浮游植物是海洋生态系统的基础，它们依赖来自沙漠尘埃和冰川融水输入的铁元素进行生长和代谢。研究合著者保罗·G·法尔科夫斯基教授指出：“我们的研究发现，在广阔海域中，铁是限制浮游植物制造氧气能力的关键因素。”当铁供应不足时，光合作用效率会明显下降，这不仅影响氧气生成，也削弱了海洋吸收二氧化碳的能力。

气候变化正在改变海洋环流模式，可能减少铁元素向海洋的输送。虽然这不会直接影响人类呼吸，但会对海洋生态系统产生连锁反应。法尔科夫斯基解释道：“浮游植物是磷虾的主要食物，而磷虾支撑着南极地区包括企鹅、海豹和鲸鱼在内的多种海洋生物。铁含量下降将导致食物链基础动摇，进而影响这些生物的数量。”

为了更准确理解这一过程，研究人员在南大西洋和南大洋进行了为期37天的实地考察。使用特制荧光计直接测量了浮游植物在自然条件下的能量转换效率。结果显示，铁短缺时，多达25%的光能捕获蛋白质与能量转化结构分离，导致大量能量以荧光形式浪费。当铁供应恢复时，这些系统能够重新连接，提高能量利用效率。

这项研究首次在开放海域直接验证了铁元素对海洋浮游植物光合作用的调控机制。深入了解铁在分子层面如何影响光合作用，将有助于更准确预测海洋生产力变化和全球碳循环的演变趋势，为应对气候变化提供科学依据。