
海洋酸化是指由于二氧化碳排放的全球增加,我们地球海洋的过程变得更加酸性。
自工业革命以来,专家估计地球的海洋吸收了超过四分之一的大气二氧化碳(CO2)从化石燃料的燃烧中释放出来。一旦进入海洋,溶解的二氧化碳会经历一系列化学反应,以增加氢离子在降低海洋的pH值和碳酸盐矿物质的同时 - 这一过程称为海洋酸化。
研究表明,海洋酸化可能对生计取决于我们海洋资源的海洋生物和社区产生巨大的后果。
是什么原因导致海洋酸化?
当大气中的二氧化碳溶解在海水中时,它会形成碳酸并释放氢离子。酸度或碱度取决于溶解在水中的氢离子(H+)的数量,并通过pH量表进行测量。这些氢离子与可用的碳酸盐离子(CO3-)键合形成碳酸氢盐(HCO3-),从而耗尽了海洋中可用的碳酸盐。这很重要,因为海洋中的碳酸盐量减少使得钙化生物(例如珊瑚,蛤,海胆或浮游生物形成其碳酸钙(CACO3)壳或骨骼。
弗吉尼亚大学环境科学教授斯科特·道尼(Scott Doney)告诉《现场科学》:“目前,我们每年将约100亿吨的碳释放到大气中,大约有2亿吨进入海洋。”
自200年前工业化开始以来,海洋地表水的pH值已减少0.1个单位。这似乎不多,但是pH是对数,这意味着每个单元代表酸度的增长十倍。那0.1大约代表酸度增加30%。据估计,到本世纪末,如果全球排放继续采用“往常业务”的方法,pH可能会下降0.4个单位。政府间气候变化面板。
实际上,研究人员发现在过去3亿年中,我们的海洋变得比任何时候都更快,这一时期涵盖了四个大规模灭绝。
Doney说:“一直以来可以追溯到1950年代的人们担心海洋将占用所有这些碳。” “我们知道这会改变海水的化学性质,但是直到90年代后期,我们才知道对海洋酸化的敏感生物如何。”
海洋酸化对珊瑚和其他海洋生物有什么作用
不幸的是,许多对海洋酸化最敏感的生物构成了海洋环境中生态食品网的基础。威胁这些物种会使更多的海洋生物处于危险之中,然后依靠海洋曾经大量资源的社区。像珊瑚这样的动物,已经受到威胁海洋温度升高,尤其是海洋酸化的风险。研究已经表明,增加海洋酸化会对许多珊瑚物种生长其钙骨骼的能力产生负面影响。
另一方面,研究表明,称为Coccolithopholores的微小,钙化的浮游植物暂时利用气候变化。这些单细胞的植物般的小动物生活在地球海洋上层的大量中,吸收了阳光和二氧化碳光合作用。球木载体以它们从碳酸钙形成的精美和复杂的盔甲的美丽微观板而闻名,称为Coccoliths。微小的藻类是我们海洋的主要钙化剂,是地球循环的重要贡献者。当球茎死亡时,它们的方解石果壳沉入海底,沉积碳。
“在过去的几十年中,二氧化碳的增加一直在差异化,因为它们的光合系统尚未饱和[二氧化碳],并且将额外的能量转化为较高的增长率,”北卡罗莱纳州北卡罗莱纳大学大海科学中心的研究人员萨拉·里弗罗 - 瓦尔(Sara Rivero-Calle)说。 “但是,一旦二氧化碳水平达到一定的阈值,它们的增长率将停止增加,因为它们将不得不将更多的能量转移到钙化中,而不是生长和分裂。从这个意义上讲,球虫与其他钙化剂并没有太大不同 - 与海洋酸化相关的低pH值最终使他们很难钙化。”
海洋酸化如何影响人类?
Doney说:“珊瑚是我们所说的基本物种,因为它们会产生其他生物所居住的栖息地。如果珊瑚改变或变化,它会影响所有人。”这包括人类。
“珊瑚对发展中国家尤其重要。许多小型沿海和岛屿国家都依靠珊瑚礁他说:“因为他们的粮食供应以及通过娱乐和旅游业所产生的收入。珊瑚的存在也保护其海岸线免受暴风雨和海浪的侵害,因此,如果这些礁石开始侵蚀,则保护性会下降。”
海洋酸化的影响不相等。某些地区和生物会比其他地区更大,更快。许多沿海水域已经在经历海洋酸化的负面影响。河流可以将受污染和更多酸性水引入沿海环境,从而增加额外的压力。海洋上升流动的水流将较冷的水从海洋深处到表面,二氧化碳浓度更高,也放大了沿海水域海洋酸化的影响。
道尼说,美国的西北和东北大西洋海岸尤其处于危险之中。这些区域具有数百万美元的贝类行业,它们是亲眼目睹局部酸化的影响。牡蛎农场在太平洋西北地区经历了数十亿牡蛎幼虫溶于海洋酸化后,经历了重大的生产失败。该地区的野生鲑鱼渔业也可能处于危险之中,因为众所周知,小型海洋蜗牛的壳被称为pteropods(少年鲑鱼的主要食物来源)在酸性条件下溶解。
无论您是海洋的微观浮游植物,还是一个喜欢陆路的人类,从长远来看,海洋酸化都很可能会影响您的生活。坏消息是,随着全球二氧化碳排放量的继续,我们的海洋将继续变得更加酸性。
Doney说:“我们最好的情况是,如果我们稳定碳排放量。现在,我们在大气中的二氧化碳二氧化碳量约为410份。”他说:“最糟糕的情况是,我们不会减慢碳排放和酸化的速度继续增长。” “将有一些阈值生态系统将到达他们无法跟上的地方。”
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