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一項新的研究證實,如果不採取措施冷卻變暖的地球,珊瑚礁可能成為氣候變化的又一受害者。原因:將珊瑚礁粘合在一起的海洋水泥無法在充滿溶解二氧化碳(CO2)的水域中形成。中美洲西海岸,特別是加拉帕戈斯群島周圍的珊瑚礁,由於該地區酸性更強的水域而保持鬆軟狀態——這可能為了解全球二氧化碳水平上升時世界其他地區的珊瑚礁狀況提供了早期觀察。
“東太平洋基本上是全球海洋打嗝或噴出氣體的地方。因此,這些水域自然含有高濃度的二氧化碳和低pH值[酸鹼度標度;數字越低,酸性越大],”邁阿密大學和美國國家海洋和大氣管理局大西洋海洋學和氣象實驗室的生物學家、該研究的主要作者德里克·曼澤洛(Derek Manzello)說。該研究發表在《美國國家科學院院刊》上。這使得該地區成為“一個天然實驗室,研究珊瑚礁生態系統在這些酸性條件下如何構建和運作”。
中美洲海岸附近的稀疏珊瑚礁面臨著一系列嚴峻的條件:來自深海微生物的較高水平溶解二氧化碳導致富含營養物質的冷水,也更具酸性。甚至查爾斯·達爾文在他的相關論文中也注意到該地區沒有珊瑚礁。
因此,曼澤洛和他的同事們從加拉帕戈斯群島和中美洲西海岸的珊瑚礁中採集了樣本,並與來自其他地區(如珊瑚生長條件更好的巴哈馬)的樣本進行了比較。分析表明,酸性水域使得海洋水泥——當海水流過珊瑚礁時從海水中沉澱出來的石灰石——既無法在單個珊瑚蟲之間形成,也無法將整個珊瑚礁生態系統固定以抵抗海浪。“這些結果表明,未來的珊瑚礁可能比它們生長得更快地被侵蝕,”曼澤洛說。
這些條件模擬了由於大氣中化石燃料燃燒導致的二氧化碳水平升高而已經發生的海洋酸化。“自工業化前以來,全球地表海洋的pH值已經下降了約0.1個pH單位,”曼澤洛指出。“這聽起來不多,但請記住,如果人類血液中發生如此程度的變化,我們會死亡。”
這些結果是首次分析海洋水泥的損失如何影響酸化海洋中的珊瑚礁。“水泥化不良會使珊瑚礁變軟,從而更容易受到侵蝕,”阿拉巴馬州多芬島海洋實驗室的高階海洋科學家理查德·阿倫森(Richard Aronson)說,他沒有參與這項研究。阿倫森認為,地質記錄也可能提供支援證據。在地質歷史上,有些時期海洋中的高酸度與不良的珊瑚礁構建有關,但在許多情況下,很難建立牢固的因果關係。”
在無法控制氣候變化的情況下,幫助珊瑚的努力(如提供珊瑚礁結構)也無法彌補這種差異。“人工珊瑚礁在美觀、結構或功能上都無法與天然珊瑚礁生態系統相提並論,”曼澤洛說。換句話說,在變暖的世界和酸性更強的海洋中,人類可能無法獲得個人珊瑚礁可以為附近社群提供的經濟效益,根據一項估計,包括保護海岸免受風暴和支援更好的捕魚等高達 100,000 美元的收益。
阿倫森補充道:“如果我們想在某種程度上保持海洋中的生命,我們絕對必須控制主要的溫室氣體——二氧化碳的排放。”