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你是否好奇海洋中的化学反应和元素循环？ * ?" J: |, }2 b1 h y
让我们一起揭开海洋化学的神秘面纱 / |4 M9 v, _! t# O5 v* A
探索海洋中的化学奇迹吧！ * J! }; O3 ?( j! x z. A! I
海洋化学是研究海洋中各种化学过程和物质之间相互作用的科学。它涉及到海水的成分、溶解气体、化学反应、营养物质循环等方面。了解海洋化学有助于我们更好地保护和管理海洋资源。  : \2 L3 f/ Y' p6 ~
卫星海洋图 8 z4 m# B5 T8 q* v% G- ?' K
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6 K7 y" |7 c+ M2 E6 ~' G) k9 H 海水成分 / Y* e+ |1 M$ c( _
目前海水中已发现80多种化学元素，但其含量差别很大。主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种，含量约占全部海水化学元素总量的99.8％～99.9％，因此，被称为海水的大量元素。其他元素在海洋中含量极少，都在1mg／L以下，称为海水的微量元素。海水化学元素最大特点之一，是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变，因此称为海水组成的恒定性，它对计算海水盐度具有重要意义，溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。海水中主要的盐类含量差别很大，氯化物含量最高，占88.6％，其次是硫酸盐，占10.8％。 6 P. x: H8 d; S. j8 b
海洋 \- U0 B* L) T/ ^9 i" h3 ~
盐分 ' n. I$ T# I8 m% ]
来源
. M8 L' w) U$ g 1.河流不断地将其所溶解的盐类输送到海洋里。由于长年累月的沉淀和海洋生物的吸收，海水中的盐分与河水大不相同。 # J3 m$ o3 s1 S% | B2 j) e# P/ b
2.海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。海洋古地理研究和古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水是咸的。 
b& Q/ u+ n. x3 ^. X 盐分在海洋中的旅程
% R2 r5 a& {/ X 营养物质循环是海洋生态系统的基础。海洋中的营养物质包括氮、磷、硅等元素，它们是海洋生物生长和繁殖所必需的。海洋中的化学反应和物质转化使得这些营养物质能够循环利用，维持了海洋生态系统的平衡。
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海洋酸化 ( [; H7 l# `* }4 V( F% `# `
海洋化学还研究海洋污染和海洋酸化等问题。海洋酸化即海水由于吸收了空气中过量的二氧化碳，导致酸碱度降低的现象。海水应为弱碱性，海洋表层水的pH值约为8.2。当空气中过量的二氧化碳进入海洋中时，海洋就会酸化。科学家研究表明，由于人类活动影响，到2012年，过量的二氧化碳排放已将海水表层pH值降低了0.1，这表示海水的酸度已经提高了30%。预计到2100年海水表层酸度将下降到7.8，到那时海水酸度将比1800年高150%。 0 p& ?6 s q3 V' e( }- e" H
从工业革命开始，人类开采使用煤、石油和天然气等化石燃料，并砍伐了大量森林，至21世纪初，已经排出超过5000亿吨二氧化碳。这使得大气中的碳含量水平逐年上升。  : T4 V0 @/ r& o
海洋酸化过程 6 U1 G; \ N G' x' g& W
受海风的影响大气成分最先溶入几百英尺深的海洋表层，在随后的数个世纪中，这些成分会逐渐扩散到海底的各个角落。研究表明，在19世纪和20世纪，海洋吸收了人类排放的二氧化碳中的30%，并且仍在以约每小时一百万吨的速度吸收着。人类活动导致了海水的不断酸化。
9 U, M, F W" j! U% { 工业革命以来，人类活动释放的CO2有超过1/3被海洋吸收，使表层海水的氢离子浓度近200年间增加了三成，pH值下降了0.1。作为海洋中进行光合作用的主力，浮游植物的门类众多、生理结构多样，对海水中不同形式碳的利用能力也不同，海洋酸化会改变物种间竞争的条件。 / N- Q Q% T- M: L [& D
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" P) g0 P9 R3 U+ }. L 酸化危害 + U0 g" D' M; Q/ s; s9 q
浮游植物：由于全球变暖，从大气中吸收CO2的海洋上表层也由于温度上升而密度变小，从而减弱了表层与中深层海水的物质交换，并使海洋上部混合层变薄，不利于浮游植物的生长。由于浮游植物构成了海洋食物网的基础和初级生产力，它们的“重新洗牌”很可能导致从小鱼小虾到鲨鱼、巨鲸的众多海洋动物都面临冲击。此外，在pH值较低的海水中，营养盐的饵料价值会有所下降，浮游植物吸收各种营养盐的能力也会发生变化。而且，越来越酸的海水，还在腐蚀着海洋生物的身体，研究表明，钙化藻类、珊瑚虫类、贝类、甲壳类和棘皮动物在酸化环境下形成碳酸钙外壳、骨架效率明显下降。 & m% e! F q6 E) u9 F. n! P# g
软体动物：一些研究认为，到2030年，南半球的海洋将对蜗牛壳产生腐蚀作用，这些软体动物是太平洋中三文鱼的重要食物来源，如果它们的数量减少或是在一些海域消失，那么对于捕捞三文鱼的行业将造成影响。  8 A; U* X! N+ P8 F+ i0 C
浮游生物的甲壳受到酸化的影响而溶解 - C. t! Z; k3 F$ v/ p
鱼类：海洋酸化会阻碍珊瑚礁的生长繁殖，并导致小丑鱼和小热带鱼智商下降。在酸度最高的海水里，鱼仔起初会本能地避开捕食者，但它们很快就会被捕食者的气味所吸引──这是它们的嗅觉系统遭到了破坏。 $ c% A2 Q/ V0 i6 @
珊瑚：2013年3月，日本一个研究小组在新一期英国《自然·气候变化》杂志上发表报告表明：研究发现当海水pH值平均为8.1时，珊瑚生长状态最佳；当pH值为7.8时，就变为以海鸡冠为主；pH值降至7.6以下，两者都无法生存。如果酸化过于严重，珊瑚在21世纪末就有可能消失。  & f$ j$ ?5 O# Q- j [
了解海洋化学不仅可以帮助我们更好地保护和管理海洋资源，还能够增进我们对海洋生态系统的理解。海洋化学是一门跨学科的科学，涉及到化学、生物学、地球科学等多个领域的知识。 $ J6 [7 c' l0 ~$ r O# X" h
让我们一起探索海洋化学之美
N2 I. A2 N/ ]' g& e 保护我们的海洋宝藏！
) n6 M: D- }1 \6 Q8 W$ r 一起行动起来
, U& O) p, u: |1 }" q9 x8 B& } 共同呵护我们的蓝色星球！  0 m1 I) g( z& E- ^0 u
清风君 ! P* ^# `3 g8 t2 o& Z
本期的科普就到此结束啦，我们下期再见~ 
" s6 |; E5 [, [6 W 文案 | 谭欣宇
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排版 | 陈宗扬 $ |3 y: X4 P8 z( q5 E0 M. M# y( g
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审核 | 施蔚靖 4 H8 ^5 P3 p, }& d! {" s# \
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