海洋酸化 - 科學 - 拯救地球網

由於吸收了過多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化。

聯合國教科文組織最近發表公報說，該組織下屬政府間海洋學委員會日前與國際原子能機構等在摩納哥舉辦海洋酸化研討會。與會專家認為，由於吸收了過多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化。近20%的珊瑚礁幾近死亡，太平洋中的牡蠣減少，精靈剔透的小丑魚“失聰”……這些慘劇都與海洋酸化有關，此外，海洋酸化已經威脅到了海洋生態系統和幾千萬人的生計。

什麼是海洋酸化？海洋是怎樣吸收二氧化碳的？這種能力的下降會帶來怎樣的影響？我們還能做哪些努力？

吸收二氧化碳，海洋好像一塊巨大的海綿

人們通常都將海洋比作一塊巨大的海綿，因為它會吸收大氣中的大量二氧化碳，吸收量可達全球人體二氧化碳總排放量的1/4。但一旦“海綿”吸收飽和時，它就會對海洋生物的平衡系統造成輕微的破壞。如果放任局勢這樣發展下去，地球上所有生命的未來最終都將會面臨著巨大的威脅。

海洋吸收二氧化碳的過程其實並不神秘：海水本為微鹼性，但如今每年人類排放數十億噸二氧化碳，其中1/3或1/4會被海洋吸收，持續吸收的二氧化碳會使代表海水中酸性強度的指標氫離子增加，隨著氫離子增多，海水的微鹼性狀態減弱，酸度增加，海水中碳酸鹽離子濃度隨之降低，這導致碳酸鈣鈣化速率降低。

酸鹼度一般用pH值0—14來表示，pH0代表酸性最強，pH14代表鹼性最強。蒸餾水的pH值為7，代表中性。海水應為弱鹼性，海洋表層水的pH值約為8.2。目前，過多地排放已將海水錶層pH值降低了0.1。如同裏氏震級一樣，pH值也是對數增長，所以數字上很小的變化就會表現出很大的影響。pH值下降0.1表示海水的酸度已經提高了30%。如果持續下去，到2100年海水錶層酸度將下降到7.8，到那時海水酸度將比1800年高150%。

海洋正以不可想像的速度變酸

聯合國教科文組織16日發表公報說，該組織下屬政府間海洋學委員會日前與國際原子能機構等在摩納哥舉辦海洋酸化研討會，與會專家認為，由於吸收了過多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化，這一現象已經威脅到了海洋生態系統和幾千萬人的生計。研討會主席、國際原子能機構專家詹姆斯·奧爾說，海洋已經“生病了”，雖然人們還不知道病情嚴重到了什麼程度，但已經有越來越多的證據表明，海洋的化學成分正在改變，這種趨勢將影響到海洋中的生物。

中科院南海海洋研究所海洋地質專家張喬民在接受媒體採訪時表示，工業時代以來，燃燒煤等原料產生了大量二氧化碳，海水正在以不可想像的速度變酸。張教授介紹，相比起工業革命前，如今，表層海水全球平均酸鹼度(pH值)已經降低了0.1個單位。雖然只是0.1，對海洋生物帶來的影響卻是很大的。變酸的海水會侵蝕珊瑚礁，導致一些魚類無家可歸。

據美國《國家地理》雜誌報導，到目前為止產生的海水酸化基本是不可逆的。雖然理論上說可以向海洋中添加化學製劑以中和多餘的CO2的影響，但從實際操作層面上說需要的劑量多到讓人乍舌。舉例來說，要中和一噸CO2，需要用兩噸石灰，目前世界每年排放的CO2超過300億噸。同時，像岩石風化這樣的自然中和作用在人類文明史中產生的作用基本看不到。即使從現在開始完全停止CO2的排放，要想通過海洋的化學反應恢復到工業革命之前的酸度也需要幾萬年。

這個變化源于人類大量排放二氧化碳等溫室氣體，而二氧化碳溶於海水就會使海水酸化。聯合國政府間氣候變遷專門委員會曾估計，到本世紀末海水的pH值可能會下降到7.8，還有一些專家認為情況可能更加嚴重。

珊瑚礁消失，海洋生態系統受重創

海洋酸化已經是不可逆轉的實施，而這究竟會造成怎樣的影響也是人們最關心的。

根據歐洲海洋酸化專案科學家們的估計，過量的二氧化碳對逐漸影響海洋生態系統的結構和作用，最初會影響食物鏈，從食物鏈的最底層開始，影響幼魚和甲殼類生物。據該專案中的科學家介紹，從化學層面上看，海洋酸化具有更深的意義：氫離子越多，意味著碳酸根離子越少，而碳酸鹽是珊瑚、貝類和許多微生物外殼的重要組成部分。一旦碳酸根離子水準過低，這些海洋生物的外殼就會發生溶解，甚至根本無法形成外殼。有證據表明，對海洋生態極為重要的孔蟲類浮游微生物外殼的碳酸鹽含量，最近已下降了1/3。

對海洋酸化反應最迅速的恐怕是處於海洋生物鏈底層的海洋“初級生產者”──某些進行光合作用的單細胞生物。對它們而言，命運就可能是滅絕。各類生物之間的比例構成很重要，靠近食物鏈底層的某些生物數量發生細微變化，就可能對以其為食的上層生物造成較大影響。

我們所熟悉的珊瑚礁系統就是“最惹人憐愛”的受害者。根據澳大利亞昆士蘭大學研究小組日前公佈的最新研究結果，如果繼續保持目前的二氧化碳排放增長率，最多10年，世界上最大的堡礁型珊瑚礁島礁群大堡礁便會死去。研究者計算出，在目前的海水變暖速度下，大堡礁珊瑚蟲每年必須向南移動15公里才能保持良好生存狀況，但整個珊瑚礁系統卻不具備此種能力。

德國基爾(Kiel)大學海洋科學實驗室的海洋生態學家伍夫表示，如果二氧化碳依然以目前的速度排放下去，那麼40年後，生活在溫暖水域的珊瑚礁將會因為海洋酸化大批消失，90年後，70%的冷水珊瑚礁將會完全暴露在充滿腐蝕性的海水中。這種變化帶來的影響是災難性的，也早有跡象。

除了減排，我們還能做什麼？

“減少二氧化碳的排放量是唯一解決這個問題的有效方法”。研究海洋酸化問題的專家都發表過這樣的言論。然而，這並不是那麼容易完成的，於是，有些科學家開始了相關實驗，力圖讓海洋發電站“困住”二氧化碳。

在美國，有部分發電廠在生產能源過程中捕捉二氧化碳，通過高壓將其液化，再用管道輸送到幾裏外的地質儲存點。可是，許多地區都不適合將二氧化碳埋入地下，人們擔心儲藏的二氧化碳會洩漏。其實，無論在陸地還是在海上，往沙岩中泵入二氧化碳一般都要移除海水，因而導致壓力的產生。要想注入大量的二氧化碳，就不得不留出空間，注入二氧化碳過快，或注入了岩石難以承受的數量，都要冒壓裂沙岩的風險，使二氧化碳隨著時間的推移慢慢地被擠出來。雖然有了點滴的實驗，但海洋固碳是否可行仍然是科學家們爭議的話題，因為他們更擔心這會對海洋生物產生更大的影響。

據介紹，目前歐美等國正開始研究遏制海洋酸化的對策，我國也已將海洋酸化列入重點支持方向。

據國家海洋局消息，為探究我國近海對大氣二氧化碳的吸收能力，進而為應對環境外交談判提供基礎資料和科學依據，國家海洋局於2008年啟動了管轄海域海—氣二氧化碳交換通量監測工作，以滿足海洋領域應對全球氣候變遷的工作需求。

目前，國家海洋局海—氣二氧化碳交換通量監測體系已佈設20餘條船基走航監測斷面，正在建設5個岸/島基站和5個專用浮標站，初步構成了點、線、面結合，走航監測與長時間序列定點監測相結合的立體化監測體系。