不容忽视的海洋酸化
- 来源:环球人文地理 smarty:if $article.tag?>
- 关键字:海洋酸化,二氧化碳 smarty:/if?>
- 发布时间:2013-10-19 09:00
在2.5 亿多年前,地球经历了一次最引人注目的灭绝危机,大约9 0%的海洋生物和70%的陆地生物都灭绝了。到底是什么造成了如此之多的物种相继死亡,长期以来一直都是学术界争论的焦点。
现在,一项新的研究提供了重要线索。科学家认为,空气中二氧化碳含量的上升引起的海洋酸化,可能在古代生物灭绝事件中起到了至关重要的作用。当时绝大多数的海洋生物,都难以在酸性条件下生存。
海洋酸化这一术语是2003年才首次出现。海水自然是微碱性的,但随着海洋不停地吸收空气中过量的二氧化碳,海水逐渐变酸。2.5亿年前,巨大的火山喷发把大量的甲烷和二氧化碳送进大气;如今,人类活动释放的二氧化碳有30%以上被海洋吸收,使表层海水的氢离子浓度在近200年间增加了30%。目前海洋每年吸收的二氧化碳都在80亿吨左右,虽然对于减缓气候变暖起到了重要的作用,但海洋也为此付出了代价--许多动物都因无法适应新的环境而死亡。
加拿大的海洋物理学家阿尔瓦罗·蒙特内哥罗指出:“虽然与许多其他正在发生的事情相比,海洋酸化发挥的作用很难量化,但是我们的研究结果清楚地表明,海洋酸化在古代生物灭绝事件中扮演着一个主要的角色,起了极大的作用。”
随着未来几十年里大气中二氧化碳浓度的上升,海水的酸性会越来越强,科学家们担心地球有可能再次经历一轮严重的灭绝事件,使得2 .5亿多年前的历史重演。
工业革命以来,大气中的二氧化碳含量越来越高,海洋也变得更具有酸性,我们已经可以发现某些海洋生物所受到的影响,例如蛤蚌、贻贝等动物的贝壳都是以钙元素为主,很容易被酸性海水所影响。根据最新的研究,科学家在珊瑚、棘皮动物、甲壳动物身上都有被酸化过的迹象,例如甲壳动物的外壳变软,而且富有弹性。根据研究人员的预测,在2030-2050年,一种生活在高纬度地区、模样与蜗牛类似的动物会成为海洋酸化的受害者。这种软体生物是许多鱼和鸟类的重要食物来源,例如人们喜爱的三文鱼。如果它们的数量减少或是在一些海域消失,那么对于捕捞三文鱼的行业将造成影响。
此外,海洋酸化还会导致珊瑚大量死亡。由于珊瑚固定生活在一个地方,缺乏有效的应变机制,因此很容易因钙化而死亡。此前,澳大利亚昆士兰大学的科学家曾进行过研究,如果按照目前的海洋酸化速度,到2050年,作为世界上最大最长的珊瑚礁群、世界自然遗产之一的大堡礁便会死去。
海洋酸化不仅会影响到海洋里的生态环境,还会加剧全球变暖。研究表明,海洋酸化会导致某些海洋生物减少硫化物的释放,而这些硫化物能够促进云团的形成,从而给全球降温。
大气中的硫几乎全部来源于海洋,它们可谓减缓全球变暖的一个“狙击手”。海洋中的浮游生物 -- 一种漂浮在阳光照射的水面上的光合微生物,能产生一种名为二甲基硫的化合物。它们进入了大气能通过反应产生硫酸,而后者能够成团形成气溶胶或微小的大气尘埃。气溶胶为云团形成的必要条件,而云团又能够通过反射阳光帮地球降温。
根据研究数据,地球是具有自我调节机制的:全球气温变暖增加了浮游生物的数量,而它们释放的硫化物也会相应地增加,从而使地球温度趋于平衡。
然而最近由于更多的二氧化碳进入大气,海洋酸化明显。实验人员通过研究封闭环境下的浮游生物,发现酸化的海水导致它们的活跃性降低,排放的硫化物也大大减少。如果这是一个全球性的现象,那么因海洋酸化导致的硫化物排放下降将对气候产生巨大影响--加剧全球变暖。
不过,英国普利茅斯海洋实验室的海洋生物学家汤姆·贝尔对这一研究持怀疑态度。他认为封闭环境下的研究存在一定的局限性,缺乏热带以及亚热带区域的生物群落试验,因此实验所得的数据并不一定适用于全球。
无论如何,所有科学家都赞同海洋酸化将对海洋生物和气候造成的巨大影响。汤姆·贝尔也承认说:“海洋吸收的二氧化碳依然对气候具有重要影响。”
文/德国极地与海洋研究所海洋生物学教授 汉斯·波特纳