水下裂縫為了解海洋酸化提供視窗

義大利近岸海底火山噴口展示了海洋可能如何對高濃度二氧化碳做出反應的縮影

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海底噴口為研究人員提供了未來可能景象的一瞥,因為海水由於二氧化碳排放而變得更酸。

斯坦福大學霍普金斯海洋站的研究人員研究了義大利海岸附近海底的近岸海底火山噴口,以此作為海洋可能如何對二氧化碳做出反應的縮影,調查了這些區域性環境中的生命如何變化。

該專案的研究人員之一、霍普金斯海洋站教授菲奧倫扎·米凱利說:“這項研究最重要的成果是記錄了整個生物群落將如何應對海洋酸化。” 雖然海洋生物對酸化的反應各不相同,但研究小組發現,總體而言,生態系統在高度酸化的環境中會失去生物多樣性。

本研究中的海底噴口釋放大量二氧化碳,透過稱為海洋酸化的過程改變附近環境中的水化學性質。 這些水下蘇打噴泉尤其不尋常,因為它們主要排放二氧化碳,而不含其他火山噴口中常見的硫化合物。

當二氧化碳被水吸收時,無論是來自空氣還是來自海底噴口,它都會形成化合物,導致水的 pH 值降低,使海洋更酸。 二氧化碳還會改變水中鈣離子的濃度。 許多海洋生物依靠鈣化合物來建造外殼。

最近的研究表明,海洋酸化會如何影響貝類,如蛤蜊和牡蠣(ClimateWire,8 月 4 日)。 然而,斯坦福大學的研究人員著眼於整個生態系統,而不是僅僅研究單個生物,他們發現海洋酸化並非一種均等機會的現象。

較低的 pH 值造成的失敗者多於獲勝者
米凱利說:“有贏家也有輸家。” 她觀察到,一些生物,如等足類動物和多毛綱動物,可以在較低的 pH 值下茁壯成長,但這些生物往往較小,並且發揮不同的生態作用,使得這些水下棲息地更難抵禦其他環境問題,如汙染。

米凱利說:“總體而言,生物群落的多樣性和功能將受到損害。” “即使在生態系統層面,海洋酸化也是一個重要因素。”

米凱利和她的學生克里斯蒂·克羅克,斯坦福大學生物科學博士候選人,最近在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究成果。 克羅克說:“與氣候變化或全球變暖不同,關於酸化的確定性要高得多。” “我們可以透過觀察大氣中的二氧化碳來預測海洋的酸化程度。”

酸化也會對陸地上的人們產生影響。 米凱利說:“人們與近岸生態系統息息相關。” 她指出,這些地區在酸性條件下生產力會降低,減少了人們可以收穫的食物量。 反過來,這可能會對依賴漁業的社群產生強烈的經濟後果。

即使是海洋美學也受到酸化的影響:“未來我們將看到不那麼美麗的 [海洋] 生態系統,”米凱利說。

米凱利和克羅克都認為,阻止或逆轉酸化將具有挑戰性。 克羅克說:“在某種程度上,我們已經註定要經歷一些酸化。” 雖然減少二氧化碳排放將減緩這種轉變,但“我們不知道有任何快速的解決方案,”她說。

米凱利說:“酸化,由於其全球性,需要在全球和區域範圍內加以解決。” “在地方層面,改善地方影響將有助於隨著時間的推移減輕海洋酸化的影響。” 來自化學徑流、海洋開發和過度捕撈等問題的地方環境影響可以更容易地控制,從而減少生態系統的累積壓力。

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