为什么海洋酸化如此危险 - 海洋酸化化学反应

蒙自博越科技有限公司 · 发表于海洋科普 2024-5-26 23:55:48

为什么海洋酸化如此危险？

这个问题之所以难于回答，只是因为答案实在太多了。酸化可能对一种生物不同的基础生理过程造成影响，比如代谢、催化酶的活性以及蛋白质的功能，具体取决于这种生物调节其自身内在化学环境的能力强弱。

由于酸化会改变微生物种群的构成，也就改变了关键营养物质的可获取性，比如铁和氮。基于类似的原因，酸化改变了穿过水体的光线强弱；基于另一些不同的原因，酸化还能改变声音传播的方式。（笼统来讲，酸化会让海洋变得更嘈杂。）

酸化似乎很可能促进有毒藻类的生长。它还会对光合作用造成巨大影响——很多植物物种有可能受益于提高的二氧化碳水平——也会改变水中溶解金属形成化合物的情况，在某些条件下产生有毒的物质。

在众多可能造成的冲击之中，最严重的一个或许要牵涉到被称为钙化者的一群生物。（钙化者这个术语包括了任何能够用碳酸钙矿物来构建外壳或外骨骼的生物，除动物之外，也包括用碳酸钙矿物来建造内部架构的水生植物。）

海洋中的钙化者是形形色色的不同生物。像海星和海胆一样的棘皮动物是钙化者，像蛤和牡蛎等软体动物也是钙化者。同样是钙化者的还包括甲壳纲的藤壶。

许多种类的珊瑚是钙化者，这是它们建筑那些最终成为珊瑚礁的塔状构造的方式。许多种类的海草是钙化者，它们摸起来是坚硬的，而且易碎。

珊瑚藻也是钙化者，这种微小的生物生长在一起时，看起来就像是一抹粉色的油漆。腕足类动物是钙化者，球石藻、有孔虫以及许多种类的翼足目动物也都是钙化者。这份名单还可以一直写下去

据估计，钙化作用的演化在生命历史上独立出现的次数不下20次，而且很可能还要高于这个数字。

从人类的角度来看，钙化有点像是建筑工作，又有点像是炼金术。为了建造它们的壳或外骨骼或方解石板，钙化者必须把钙离子和碳酸根离子结合到一起，形成碳酸钙。

但是，以在正常海水中获得的离子浓度，钙和碳酸无法彼此结合。因此实际上，钙化者必须在钙化地点改变水体化学环境，从而促成它们自己的化学反应。

海水酸度对海洋中二氧化碳，碳酸氢根和碳酸根浓度的影响

海洋酸化增加了钙化的成本，因为可以用于生产碳酸钙的碳酸根离子浓度下降了。

如果还是用建筑工作来打比方的话，这情况就像是你想要盖一栋房子，可是有人不停地从你这里偷砖。海水酸化得越严重，钙化者就要消耗越多的能量来完成必需的生理过程。

在某个pH值上，海水彻底变成腐蚀性的，固态的碳酸钙开始溶解。这就是为什么离阿拉贡堡洞口太近的帽贝，最终会在壳上出现穿孔

实验室里的实验研究表明，钙化者尤其将遭受海洋pH值下降的严重冲击，而阿拉贡堡的消失物种名单证实了这一点。

在pH值为7.8的区域，消失物种有四分之三是钙化者。其中包括几乎无处不在的穿孔藤壶，生命力极强的地中海贻贝以及马旋鳃虫。

其他消失的钙化者还有狐蛤，一种常见的双壳纲动物；斑纹钟螺，一种巧克力色的海螺；以及叫作沙虫螺的软体动物。与此同时，有钙化功能的海草全部消失了。