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海洋酸化威胁全球,国际海洋检测网应运而生


全球海洋正在迅速酸化,其速率是过去3亿年来最快的,甚至快于5600万年前极热时期。

  据《Nature》网站近日报道,全球海洋学家共同努力追踪海洋酸化状况的计划正在逐步成型,他们将于本周拟定搭建国际监测网络的具体方案,希望借助远程传感器等检测二氧化碳所致的海洋酸化对于水生生物的影响。

  海洋酸化是指由于吸收大气中过量的二氧化碳,导致海水酸碱度降低的现象。海洋表层水的pH值约为8.2,呈弱碱性。研究人员估计,自19世纪工业革命以来,海洋的酸度已经上升了30%。以此种酸化速度,2100年这一数字或将下降到7.8。海水酸性的增加,将改变海水化学的种种平衡,使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁,例如,越来越酸的海水能够破坏珊瑚和牡蛎贝壳中包含的碳酸钙,或是损坏某些海洋浮游生物的骨骼等。因此,科研人员需要更清晰的数据来评估海洋酸化严重的地区,并利用模型对未来的发展趋势进行推测。

  美国国家海洋和大气管理局下属太平洋海洋环境实验室的理查德·费利表示,科研人员经过数十年的巡航考察发现,大部分的海水酸化发生在少数的几个公海地点,但这种监测方式十分昂贵。他说:“我们正在尝试建立大量具有自动化系泊设备的监测点,其可以通过卫星将数据传输给研究人员,使科学家基于相关数据验证海洋的酸化模型。”费利等人期望,监测点的数量能够在未来10年从20个攀升至60个,形成追踪海洋酸化状况的全球监测网络,并使每个国家都能支持自己的酸化监测,令酸化监测成为巡航舰载测量的例行部分。这一监测计划将由海洋酸化国际协调中心领导,由国际原子能机构主持。

  费利坦言,目前沿海生态系统的监测功能最弱,然而这些区域却最需要对于海洋酸化程度的追踪。以太平洋西北地区为例,酸化程度可因上升流携带的大量溶解的二氧化碳而增强,致使牡蛎培育的收益率在2005年至2008年间下降80%左右。而当地研究小组提供的有关上升流的监测设备,可使培育机构及时调整运营部署,避开酸性海水的突袭。这一战略能在2011年为太平洋西北地区的牡蛎产业节省3500万美元,可谓是监察观测系统十分实用的一个方面。

  《Science》杂志近期发布的一份研究报告显示,全球海洋正在迅速酸化,且速率是过去3亿年来最快的,甚至快于5600万年前温室气体急剧增加的时期。

  迅速被酸化的海水将腐蚀能给许多动物和植物提供栖息地的珊瑚礁,让贝类和牡蛎难以长出保护性的外壳,还可能损害鱼类的生长。尽管已有少量研究发现,一些浮游生物会逐渐适应海洋酸化,例如一种叫做海洋球石藻的微小浮游生物,与未经进化的同类相比,其维持钙质外壳的能力要高出50%。但是研究人员依旧强调出对海洋酸化的警惕不容质疑。

  据路透社报道,美国国家海洋和大气管理局局长简.卢布琴科(Jane Lubchenco)在近期美国国会的一次有关海洋酸化的听证会上强调目前这种现象需要引起人们的强烈关注。

  研究者们对5600万年前一次长达5000年的温暖时期进行了研究。他们认为,那一时期气温偏高的主要原因可能是大规模的火山活动导致碳元素大规模泄漏到大气中,那也是过去3亿年来与目前的状况最为相似的一段时间。当时大气中的碳元素含量翻了一倍,平均气温升高了6摄氏度。同时,在这5000年的时间里,海洋的酸性PH值上升了0.4个单位。

  这些数据十分惊人,可是本次调查报告的作者、来自美国哥伦比亚大学拉蒙—多尔蒂地球观测所的巴尔贝尔.霍恩斯基(Baerbel Hoenisch)认为,与大约150年前开始的工业革命时期排放到地球大气中的碳元素含量相比,当时造成全球变暖和海洋酸化的碳元素含量就是小儿科了。

  霍恩斯基说,这一时期被称为古新世到始新世极热时期,约在恐龙灭绝900万年后。在那段时间里,海洋的酸性PH值平均每个世纪约上升0.008个单位。当时酸化的海水导致不少珊瑚种类灭绝,生活在海底的许多种单细胞有机体从此消失,这也使得居于食物链更高层的其它植物和动物渐渐走向灭亡。

  这项研究还显示,20世纪以来,海洋的酸性PH值增加了0.1个单位。据预测,到2100年,这一数值还将增加到0.2或0.3个单位。而根据联合国气候变化委员会发布的预测,本世纪全球气温可能会上升1.8到4摄氏度。

  霍恩斯基说:“在5600万年前的极热时期所发生的温度变化与今天相比小得多,但当时仍然因为温度上升而出现了生态系统的改变,这让我很担心我们的未来会发生些什么。”

  有些质疑气候变化的人常将过去由自然事件引起的温暖时期作为证据,指认现在的变暖趋势也不是由人类活动所引起。尽管霍恩斯基也注意到大规模的火山活动等自然因素很有可能是造成古新世/始新世极热时期的首因,但是她认为当时气候变暖和海水酸化的速率与现在相比仍相当温和,因为那一时期长达5000年,而现在才不过一个世纪。

  美国国家海洋和大气管理局的海洋学家理查德.菲力(Richard Feely)并未参与这项研究,但他认为了解过去有助于更好地预测未来:“这些研究能让你从时间上把控过去海洋的酸化,因为酸化是一个缓慢长期的过程。我们在未来几十年中做出的决定可能在长远上来说会造成深刻的影响。”