海洋酸化,地球在劫难逃?

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  海洋一直被认为是缓解全球气候变暖的有力武器。事实确实如此,作为一个庞大的二氧化碳天然储存库,海洋在过去200年间吸收的二氧化碳的估算量达到了约5250亿吨,这个数量大概相当于人类排放总量的一半。可以设想,如果没有海洋,那么现在全球气候变暖的程度要严重得多。
  但是,如果你要是认为只要有海洋在吸收温室气体就可以高枕无忧了,那结果可能会令人失望。因为,最新的科学研究表明,海洋对二氧化碳的吸收要付出巨大的代价,这个代价就是——海洋酸化。
  被忽视的海洋
  也许每个人都知道,海洋覆盖了地球表面的70%,并为这个星球提供了90%的居住空间,但当提到气候变化对全球的影响时,我们却常常将如此重要的一部分忽略。
  联合国政府间气候变化专门委员会即将要发布最新的报告。在已经泄漏出来的报告草案中,我们可以看到在不远的未来将要面临怎样的气候变暖趋势。
  报告提到了北极地区冰川融化的速度,也提到了包括二氧化碳和甲烷在内的温室气体的浓度正在以怎样前所未有的(至少在过去的22000年中)速度增加。但是当涉及到气候变化对海洋的影响的时候,却只聚焦于气候变暖将导致海平面的上升。说到底还是在关注气候变化对居住在陆地上的我们将会造成什么影响,而忽视了对海洋自身的作用。
  这种“无知”一定程度上来源于我们对水下世界的自然环境缺乏了解——那是一个人类只能看到5%的地方。但相对缺乏的数据并不表明,我们在气候变化如何影响海洋的研究上无可作为。
  其实,科学家并不认为它不重要——海洋对于日益增加的二氧化碳排放量的反应,在全球变暖的整体影响中具有重要的调节作用。只是关于这个问题的研究,目前还存在着大量的不确定。
  但是,至少有一件事情是科学家们所确定的,那就是海洋正在吸收大量已经排放到大气中的二氧化碳。事实上,海洋是世界上最大的单个碳汇,其吸收二氧化碳的能力即便是亚马逊雨林也相形见绌。
  但是,海洋吸收越多的二氧化碳,其相对范围内的酸性就越强。因为被海洋吸收的二氧化碳在水中发生作用形成了碳酸。而海洋的酸化有可能会产生严重的后果。
  最近,在《自然-气候变化》杂志发表的两项最新研究显示,海洋酸化使多种生物居住环境的舒适性变差,更有可能对气候变化产生反作用,使全球气温进一步升高加速。
  海洋生物面临灾难
  这两项最新研究中的其中一项,就是关注海洋酸化对生存在海洋环境中的不同种类的生物的特殊影响。
  该研究由德国研究人员Astrid Wittmann和Hans-O.Portner所做。他们利用系统分析的方法测试海水酸度的增加对特定海洋生命物种的特殊作用,这些物种包括珊瑚、棘皮动物、软体动物、甲壳纲动物和鱼类。
  研究人员称,每一类物种都对海水酸化产生了不良反应。海洋的快速酸化所导致的环境变化,对于生存在其中的很多物种来说都很难适应。
  其中,受到影响最大的似乎是珊瑚。无脊椎动物分泌的碳酸钙积累成了沿海的礁石,这些礁石构成了海洋中物种丰富而又美丽的生态系统的基础。而酸度增加的海水会对珊瑚生成礁石的能力造成负面影响。
  虽然,一些珊瑚已经显示出适应更高酸度海水的能力,但一旦再加上海洋水温升高的共同作用(会导致珊瑚白化和死亡),珊瑚的处境也许将面临危险。许多科学家预言,如果我们未来不能减少碳排放量,珊瑚也许会在本世纪末灭绝。
  研究还发现,软体动物,如牡蛎和鱿鱼,也需要奋力挣扎来适应酸化环境。而甲壳纲动物,如龙虾和蟹类,似乎适应得更好一些。对于鱼类的适应能力目前还很难判别,但现在知道的是,如果珊瑚消失了,那么那些生活在珊瑚礁中的鱼类也会面临危险。
  正如研究者所指出的:“即使是在缓慢酸化的海洋环境中,每一类物种也都受到了负面影响,虽然影响的程度各有不同。”没有一类物种能够幸免。
  海洋酸化加剧气候变暖
  除了对生存在其中的海洋物种产生不利影响外,海洋酸化的负面效应也可能会延伸到海洋之外。
  同时发表在《自然-气候变化》的另一项研究即是针对海洋酸化对全球气候变暖的影响。这项由美国、德国和英国的研究人员合作开展的研究结果表明,气候变暖对海洋的影响也许会产生逆向的反作用。
  研究人员发现,海水的pH值越低,某些海洋生物产生的二甲基硫化物的浓度也越低。此前的相关研究表明,海洋释放的二甲基硫化物是大气中硫化物的主要天然源,而大气层中的硫化物有助于减少来自太阳的辐射,从而达到降低地球表面温度的效果。所以,硫化物也被称为减缓全球变暖的一个“狙击手”。
  1991年,菲律宾皮纳图博火山爆发后,上百万吨二氧化硫被释放到大气层中,此后两年全球平均温度下降了大约0.5℃。如果海洋酸化会导致硫化物释放的减少,那么就可能会使太阳到达地球表面的辐射量增加,从而使温度升高,这正是研究者们所预言的。
  更令人担忧的是,海水酸化的速度正在不断加快。
  来自美国国家海洋和大气管理局的数据显示,自工业革命以来,海水pH值已经从约8.16降至8.05。美国海洋问题研究中心对此解释说,海水pH值下降约0.1个单位就代表海水酸度增加了近30%。研究人员根据模型预测,到2100年,海水pH值可能会再下降0.4个单位。
  如果海洋酸化反过来会进一步加剧全球气候变暖,那将是海洋为我们准备的“噩耗”。
  (本文部分内容编译自《时代》周刊)
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