海洋酸化 -海洋酸化对全球环境的影响

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越来越酸的海洋

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近年来，科学家注意到全球的海洋越来越酸了。

众所周知，pH值是衡量溶液酸碱度的一个标准，pH值为7的溶液是中性的，高于7为碱性，低于7为酸性。pH值降低就意味着酸度增加。

有美国科学家指出，过去15年间，从夏威夷到阿拉斯加一带太平洋海域的水体，pH值降低了6%；而自工业革命以来，全球海洋表面的pH值平均降低了1.5%——目前的pH值大约为8.1。尽管pH值为8.1的海水仍然属于弱碱性，但其下降的趋势却构成了酸化。

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这个数值的变化看似不大，但你要知道，pH值是基于溶液中氢离子浓度的对数计的，如果换算回氢离子浓度，那pH值降低6%就意味着海洋酸度增加了近30%。

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毫无疑问，海洋酸化的元凶是二氧化碳的过度排放。二氧化碳是温室气体，易溶于水，而且比空气重，沉在大气的底层，海洋是吸纳它的好去处；大气中二氧化碳浓度越高，海洋就吸纳越多。目前大气中二氧化碳的含量是390ppm（ppm是百万分比浓度），海洋每天吸收近3000万吨二氧化碳；2010年，全球二氧化碳排放量是306亿吨，单海洋一年就吸收了近110亿吨。海洋为减缓全球气候变暖做出了贡献，而换来的代价却是自己的酸化。

据科学家预测，如果人类以目前的速度排放，大气中二氧化碳的浓度将在2050年达到500ppm，2100年达到800ppm。如果以氢离子浓度来衡量，那时海水的酸度将较工业革命以前增加近150%。

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海洋生物的末日

海洋酸化首当其冲的受害者是海洋里的生物们。

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对于利用水中氧气呼吸的动物，即使二氧化碳的浓度增幅极小，海水中的二氧化碳也能够快速地扩散至它们体内，使体内酸度增加。为了维持体内的酸碱度平衡，各个物种会采取不同的策略来对付，比如一种办法是，既然水里的二氧化碳无法阻挡在体外，自己就放缓新陈代谢的速率，减少呼吸时制造的那一部分二氧化碳（因为这一部分二氧化碳也要先溶解在体液里才能排出体外）；还有一种办法是，利用细胞膜上的离子“泵”把多余的氢离子泵出细胞外，以此来维持原有的酸碱度。不过这些策略均难以应付持续的体内酸度增加。此外，利用自身生理反应调节体内酸碱度平衡，势必引起能量消耗，合成蛋白质等其他生命活动就深受影响。长此以往，这些动物的生长将放缓，甚至停滞，大家都得了“侏儒症”。

不仅如此，事实上，海洋生物生命的最初阶段就可能受到酸化的影响。研究人员通过在海水中泵入二氧化碳，在实验室模拟了海洋酸化。当pH值降低0.4个单位之后（即预测中2100年海水的情况），海胆精子的游程减少了16%，游速减慢了12%，受精成功率降低了25%，这意味着在这种海水里繁殖8代之后，海胆种群的数量就将锐减至原来的1/10。

酸化还会阻碍许多物种幼体的发育。比如把一种海星的近亲——海蛇尾的幼体置于pH值降低0.2~0.4个单位的海水中，多数表现出发育畸形。对于扇贝、海螺等贝壳类动物来说，酸化更是一场灾难：它们的壳主要成分是碳酸钙，而碳酸钙易溶于酸，在酸性的环境下不容易形成，它们的小宝宝将因长不出贝壳而早早夭折。

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海洋酸化还会以另一种不寻常的方式影响海洋生物的生存。例如，许多海洋物种依赖微弱的嗅觉来进行捕食、寻找配偶及合适的栖息地。当海水的酸度增加，它们的嗅觉开始失灵了，不再具有辨别力。海洋的酸化还会影响海洋动物对声音的接收。鉴于像海豚、鲸之类的海洋哺乳动物是借助声音来导航、交流、捕食和求偶的，海洋酸化对它们生存的影响不可小觑。

要以史为鉴

事实上，海洋酸化的悲剧在历史上已经发生过一次。那是大约在2.5亿年前，地质史上称为二叠纪向三叠纪过渡的地质年代，海洋生物高达96%的物种（包括著名的三叶虫），陆生生物高达70%的物种都灭绝了。这是地球史上最严重的一次灭绝事件。查其原因，跟当时大规模的火山爆发有关。火山喷吐出大量二氧化碳和甲烷（甲烷在高空紫外线的照射下与臭氧反应，也会生成二氧化碳），那时空气中二氧化碳的浓度一度达到现在的2倍。正是当时严重酸化的海水，导致了96%海洋生物的灭绝，在灭绝事件发生后的近500万年内，海洋都没有恢复元气。——当然，人类因祸得福，是此次灭绝事件的幸存者的后代。

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但是要是此类事件再度重演，我们就不能置身事外了。而以目前人类排放的速度，两倍于现在二氧化碳的浓度，再过100年就可以达到，到那时，如今充满了生趣的海洋，将变得死气沉沉，了无生机，那将是怎样的惨景！

难道海洋生物不会进化么？进化不是一次次让它们在变化了的环境里生存下来？问题是，生物的进化通常都是一个非常缓慢的过程，如果海洋酸化是用几百万年或者更长的时间完成的，那或许大多数海洋生物都会进渐渐适应，不会造成大规模死亡，而现在海洋的酸化是在短短几百年间完成的，这就让它们措手不及，除了束手待毙，别无良策。

海洋的酸化仅仅不久前才开始引起人们的重视。以前曾有人提议把大量二氧化碳泵入海洋，来减少大气中的二氧化碳，如果那些人意识到海洋酸化带来的一系列危险，大概就不会提这种愚蠢的建议了。

海洋已经向我们发出了SOS，我们怎能袖手旁观！

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