本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
氣候變化的很大一部分發生在海洋中。不僅僅是海浪中隱藏的額外熱量。七大洋還吸收了燃燒煤炭、天然氣和石油等化石陽光釋放的大量二氧化碳。所有這些數十億的二氧化碳分子與鹽水相互作用,隨著時間的推移,使其酸性略微增加,並且隨著越來越多的二氧化碳被吸收,海洋變得更酸。
現在,科學家們已經發布了關於這種酸性現象的最全面的地圖,這是2005年全球海洋的景象,未來的科學家可以以此來追蹤海洋的酸度增加了多少。
這些地圖試圖將一個問題視覺化,這個問題就像過去幾個世紀大氣中積累的過量二氧化碳一樣看不見。人們看不到、嘗不到或感覺不到海水中微妙的變化,並且在全球範圍內進行了多年的測量,才收集到足夠的資料來構建這幅新的全球景象。至少從1956年起,人們就呼籲進行此類測量。查爾斯·大衛·基林當時響應了這一呼籲,製作了基林曲線,該曲線至今仍在跟蹤二氧化碳水平的上升。但是,直到現在,海洋的類似測量資料一直缺乏。
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哥倫比亞大學的地球化學家太郎高橋花了四十年的時間來測量這些變化,這些變化相當於一個通常呈鹼性的海洋酸度增加了30%——pH值從8.2變為8.1。這是吸收了大約25%的年度二氧化碳汙染的結果,目前總量為360億公噸。
換句話說,海洋目前每年吸收大約90億公噸的二氧化碳——這個數字還在增長。累積起來,海洋至少吸收了1500億公噸的二氧化碳。儘管增幅巨大,但它仍然只是海洋中現有二氧化碳的千分之一。
新的地圖突出了世界海洋並非統一的事實。位於熱帶和溫帶地區的廣闊海域pH值變化最小,而北極和南極水域則隨著浮游生物的爆發而波動,浮游生物將水中的二氧化碳吸走,之後冬季的寒冷水域再次吸收更多的二氧化碳並變得更酸。事實上,在北半球的冬季,白令海成為地球上酸性最強的海洋,pH值低至7.7。然而,這個異常低的數字不會持續太久,因為如果目前的趨勢持續到2100年,那麼整個海洋可能會經歷這樣的pH值。
另一個異常是印度洋,它比大西洋或太平洋的酸性高約10%。確切的原因是一個科學謎團,但也許是因為它是最孤立的海洋,受季風雨和河流排水的影響,而不是洋流混合水域,高橋推測。
在全球範圍內,如果目前的趨勢繼續下去,那麼珊瑚和其他形成外殼的微小海洋動物和植物可能會發現更難建造和維持它們的外殼。目前,由於南極洲周圍南部海洋的酸性水域增加,有孔蟲(類似變形蟲的微小動物)的外殼正在縮小。而且,北冰洋中形成外殼的生物可能在化學上變得不可能,迫使現在在那裡繁衍生息的形成外殼的海蝸牛和海蛞蝓遷移到較溫暖的水域,如果這甚至有可能的話。
化石燃料的燃燒現在正以至少3億年來前所未有的速度使海洋變得更加酸性,因此繼續跟蹤這些測量非常重要。也許很快就會有一張“高橋地圖”來補充基林曲線。因為正如伍茲霍爾海洋研究所的海洋化學家斯科特·多尼在2006年3月的《大眾科學》中寫道的那樣:“儘管這些影響可能隱藏在人們的視線之外,但海洋環境的劇烈改變似乎是不可避免的。”