二氧化碳的另类问题——海洋酸化

时间:2009-07-31 20:58:39  来源:中国天气网  作者:  点击:

    【核心提示】海水温度的升高让珊瑚褪去了华美的外衣,变成白色;但如果海温回复到正常水平,虫黄藻可能重新回到珊瑚体内,珊瑚礁将重新绚烂。然而,如果人类排放二氧化碳所引起的海洋酸化问题,珊瑚将面临比白化更为可怕的命运。海洋生态系统也将因此面临前所未有的危机……

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什么是海洋酸化? 字串4

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        粉笔和珊瑚骨骼的主要成分都是碳酸钙 字串6

    过去人们认为,平均深达4000米、占地球总面积70%的海洋能够包容一切变化,依靠海洋的自我净化能力,即使二氧化碳浓度再高也不会产生什么影响。果真如此吗?

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    有人做过一个小实验来说明这个问题:将一根粉笔丢入一瓶酸性溶液,结果粉笔慢慢溶解,溶液酸性减弱。因为粉笔的主要成分是碳酸钙,他与粉笔相遇时发生了中和反映。海洋中的情形也是这样:陆地岩石和海洋岩石中的碳酸钙成分,会溶解到海水中,中和海洋的酸性,千百万年来,海洋的这种自我净化能力维持着海洋的酸碱平衡。但如果溶解在海洋中的二氧化碳过多,海洋又会怎样呢? 字串8

海洋酸化曾导致海洋生物灭绝 字串7

 

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这些从海底升起的沉积岩所显示出的不同颜色表明:9300万年前海水中的氧含量曾发生剧烈变化。

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    2003年,“海洋酸化”这个术语第一次出现在英国著名科学杂志《自然》上,到2008年,加拿大的科学家发现,发生在大约9300万年前的一次猛烈海底火山活动曾导致大量的海洋动植物遭受灭顶之灾。不过,专家们强调说,并非火山喷发本身导致了海洋生物的大灭绝,随着火山活动进入海水中的大量二氧化碳气体才是酿成那场史前惨剧的主要原因。

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    由于大量二氧化碳进入海洋,海洋中的酸含量已超出了绝大多数生物所能承受的极限,导致海洋生物几乎灭绝。

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海洋正在逐渐变酸 字串1

    尽管人类一直将大量的二氧化碳排放到大气中,但美国科学家的一项最新研究表明,大气中二氧化碳含量的上升却只是人类排放量的三分之二,专家指出,没有进入大气的二氧化碳的归宿是海洋。(相关研究论文发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。)

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    海洋逐渐变酸是因为它如同一块海绵,不断吸收大气中的二氧化碳等温室气体,而气体在海水中分解并且转化为酸。自工业革命开始以来,海洋已经足足吸收了排放到大气中的化石燃料碳的一半。目前,二氧化碳比几百年前多了30%,而且,到本世纪末,还可能比以前的水平提高1倍或2倍。

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    海洋生物学家对海洋吸收二氧化碳的后果忧心忡忡。二氧化碳融于海水后会形成微弱的碳酸。千百年以来,海水中由大陆风化的岩石所形成的钙可以很好地中和碳酸,从而形成了一个适合生物生存的微妙化学环境。

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    科学证据显示,由于二氧化碳水平的提高,这种化学平衡被打破了,海洋生物正在受到威胁。比起工业革命之前,海洋吸收二氧化碳已经导致现代地球表面的海水的PH值大约下降了0.1。PH下降一个单位,就相当于氢离子浓度提高到原来的10倍,则水的酸性更强。除非人类立即大幅削减对化石燃烧需求,不然到2100年,海洋PH值将再下降0.3,这意味着海洋将越来越酸。 字串3

海洋酸化可能导致灭顶之灾

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    以目前的工业二氧化碳排放量计算,到21世纪末,海洋的表层水将呈现酸性。尽管这一变化很细微,但它将会威胁到位于海洋食物链底层的一些重要生物,从而进一步威胁到属于地球上最重要的生态系统之一的浅层珊瑚礁。

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    科学研究表明,海洋变酸将妨碍某些生物形成碳酸的能力,使这些生物难以生长,届时,珊瑚、贝类、海胆和海星很可能是最大的受害者。不过,目前海洋吸收二氧化碳还不至于对海洋生物造成太大影响。但科学家预测,在未来的35-70年内,由于海洋酸化,珊瑚制造钙的能力会下降50%左右,如果把其它原因也考虑在内,那么,一半以上的珊瑚礁将面临死亡威胁。

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    酸化对海洋生物,尤其是那些外壳或骨骼含钙的生物也造成严重威胁,与此同时带来一个连锁反应。鳕鱼和其他鱼类靠吃浮游生物和有壳水生动物维生,假如鱼类消失,海洋将充斥如水母等生物,而水母可能吃掉其他种类的浮游生物,海洋的整个生物构造成分将改变。因此,酸化的海水会使许多海洋生物无法生存,这些海洋生物的消失会破坏海洋食物链,从而以人们现在还无法理解或预测的方法改变海洋,改变地球化学构成。 字串2

    科学家们目前正在进一步收集融于海水中碳物质的信息,以便研究它造成的变化,以想出解决的方法。但对于人类来说,也许最重要的是认识到:海洋和人类息息相关,我们是共生的,人类所做的一切无时不在影响海洋。 字串3

小知识 字串9

海洋酸化

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    更多的二氧化碳溶解到海水中形成弱酸,使海水的PH值降低。自然状态下的海水呈弱碱性,平均PH值为8.2,由于位置和季节的不同,该数值可能发生大约0.3的变化。目前,二氧化碳溶解到海水中的速度远远超出了海洋的自我净化能力,海洋正在变酸。  字串9

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