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你是否好奇海洋中的化学反应和元素循环？ 2 S/ }) r# ^7 ]
让我们一起揭开海洋化学的神秘面纱
" ^! v' M$ E i* r# p" } 探索海洋中的化学奇迹吧！
' b: ]5 p6 T; r7 b 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 z+ N3 j& Z- m3 B
卫星海洋图
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$ z( |% U z5 d% c6 n, R5 f 海水成分
: c- l' Z0 h; ~3 e8 Q% |% g7 Q6 c0 p 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％。 8 M1 y; h5 R$ b5 @# _1 H2 `$ M* t& P
海洋 % a+ Q! d- R7 M8 ]$ m1 t' {: e8 F
盐分 . j4 w3 b; Z' V( r# S
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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。 " H) G8 I5 T0 [1 C
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。  $ N$ }% O$ Y( ~/ e4 {
盐分在海洋中的旅程 . b& ?: [4 g8 I9 z6 l$ \
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。 / |* ~0 k% S) R" G9 p+ g- y5 t
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* s1 n+ u/ M% c$ Y) A1 y% v 海洋酸化 ( S3 M% z4 S( a! K+ R
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 X/ P) T: l- U& a% l
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。 
8 K& O! { R8 ?6 O. } 海洋酸化过程
3 Q% m5 _3 n, u 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。
5 q" l) j; W: q8 l% N$ S* D 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。
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酸化危害 m5 W! G( a4 D, j
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。
4 V% H1 H+ G( i3 u; U: Q0 j 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。  5 N4 |1 J; d7 m6 B4 @& _: p
浮游生物的甲壳受到酸化的影响而溶解
9 t2 b$ X0 X7 s 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。 0 x% _2 Q k7 j4 i" A( [0 ^
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。 
; _' J* w( [8 `; Y0 i 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。
& x( O S' |* H2 D0 T% @" Y 让我们一起探索海洋化学之美
$ [4 i7 v- k2 F; p 保护我们的海洋宝藏！ : R8 }4 X" l o* J q
一起行动起来 ! W$ G. U' R7 \% l0 `+ n0 g
共同呵护我们的蓝色星球！  " m1 `1 ~" f, \9 R+ C( H
清风君 2 J4 J, i( ?# n3 p: E; U* L$ ]
本期的科普就到此结束啦，我们下期再见~  ; j/ r1 `" M' @6 J; S# R
文案 | 谭欣宇 9 }# k: r& f* T& B
. V/ g9 f8 `" E2 m 排版 | 陈宗扬 / ~/ r/ D5 T% a: P( \8 X
9 J2 M# u: d; u9 P 审核 | 施蔚靖 4 r [. r& Q" ^' @ C+ {
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