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海洋學(xué)家擬建國(guó)際海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)探海洋酸化
2012-07-18
據(jù)《Nature》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，全球海洋學(xué)家共同努力追蹤海洋酸化狀況的計(jì)劃正在逐步成型，他們將于本周擬定搭建國(guó)際監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的具體方案，希望借助遠(yuǎn)程等檢測(cè)二氧化碳所致的海洋酸化對(duì)于水生生物的影響。www.yiqi800.com
海洋酸化是指由于吸收大氣中過(guò)量的二氧化碳，導(dǎo)致海水酸堿度降低的現(xiàn)象。海洋表層水的pH值約為8.2，呈弱堿性。研究人員估計(jì)，自19世紀(jì)工業(yè)革命以 來(lái)，海洋的酸度已經(jīng)上升了30%。以此種酸化速度，2100年這一數(shù)字或?qū)⑾陆档?.8。海水酸性的增加，將改變海水化學(xué)的種種平衡，使依賴于化學(xué)環(huán)境穩(wěn) 定性的多種海洋生物乃至生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大威脅，例如，越來(lái)越酸的海水能夠破壞珊瑚和牡蠣貝殼中包含的碳酸鈣，或是損壞某些海洋浮游生物的骨骼等。因此，科 研人員需要更清晰的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估海洋酸化嚴(yán)重的地區(qū)，并利用模型對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行推測(cè)。
美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局下屬太平洋海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的理查德·費(fèi)利表示，科研人員經(jīng)過(guò)數(shù)十年的巡航考察發(fā)現(xiàn)，大部分的海水酸化發(fā)生在少數(shù)的幾個(gè)公海地點(diǎn)， 但這種監(jiān)測(cè)方式十分昂貴。他說(shuō)：“我們正在嘗試建立大量具有自動(dòng)化系泊設(shè)備的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其可以通過(guò)衛(wèi)星將數(shù)據(jù)傳輸給研究人員，使科學(xué)家基于相關(guān)數(shù)據(jù)驗(yàn)證海洋 的酸化模型。”費(fèi)利等人期望，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量能夠在未來(lái)10年從20個(gè)攀升至60個(gè)，形成追蹤海洋酸化狀況的全球監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并使每個(gè)國(guó)家都能支持自己的酸化 監(jiān)測(cè)，令酸化監(jiān)測(cè)成為巡航艦載測(cè)量的例行部分。這一監(jiān)測(cè)計(jì)劃將由海洋酸化國(guó)際協(xié)調(diào)中心領(lǐng)導(dǎo)，由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)主持。
費(fèi)利坦言，目前沿海生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能最弱，然而這些區(qū)域卻最需要對(duì)于海洋酸化程度的追蹤。以太平洋西北地區(qū)為例，酸化程度可因上升流攜帶的大量溶解的二 氧化碳而增強(qiáng)，致使牡蠣培育的收益率在2005年至2008年間下降80%左右。而當(dāng)?shù)匮芯啃〗M提供的有關(guān)上升流的監(jiān)測(cè)設(shè)備，可使培育機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整運(yùn)營(yíng)部 署，避開(kāi)酸性海水的突襲。這一戰(zhàn)略能在2011年為太平洋西北地區(qū)的牡蠣產(chǎn)業(yè)節(jié)省3500萬(wàn)美元，可謂是監(jiān)察觀測(cè)系統(tǒng)十分實(shí)用的一個(gè)方面。
《Science》雜志近期發(fā)布的一份研究報(bào)告顯示，全球海洋正在迅速酸化，且速率是過(guò)去3億年來(lái)最快的，甚至快于5600萬(wàn)年前溫室氣體急劇增加的時(shí)期。
迅速被酸化的海水將腐蝕能給許多動(dòng)物和植物提供棲息地的珊瑚礁，讓貝類和牡蠣難以長(zhǎng)出保護(hù)性的外殼，還可能損害魚類的生長(zhǎng)。盡管已有少量研究發(fā)現(xiàn)，一些浮 游生物會(huì)逐漸適應(yīng)海洋酸化，例如一種叫做海洋球石藻的微小浮游生物，與未經(jīng)進(jìn)化的同類相比，其維持鈣質(zhì)外殼的能力要高出50%。但是研究人員依舊強(qiáng)調(diào)出對(duì) 海洋酸化的警惕不容質(zhì)疑。
據(jù)路透社報(bào)道，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局局長(zhǎng)簡(jiǎn).盧布琴科(Jane Lubchenco)在近期美國(guó)國(guó)會(huì)的一次有關(guān)海洋酸化的聽(tīng)證會(huì)上強(qiáng)調(diào)目前這種現(xiàn)象需要引起人們的強(qiáng)烈關(guān)注。
研究者們對(duì)5600萬(wàn)年前一次長(zhǎng)達(dá)5000年的溫暖時(shí)期進(jìn)行了研究。他們認(rèn)為，那一時(shí)期氣溫偏高的主要原因可能是大規(guī)模的火山活動(dòng)導(dǎo)致碳元素大規(guī)模泄漏到 大氣中，那也是過(guò)去3億年來(lái)與目前的狀況最為相似的一段時(shí)間。當(dāng)時(shí)大氣中的碳元素含量翻了一倍，平均氣溫升高了6攝氏度。同時(shí)，在這5000年的時(shí)間里， 海洋的酸性PH值上升了0.4個(gè)單位。
這些數(shù)據(jù)十分驚人，可是本次調(diào)查報(bào)告的作者、來(lái)自美國(guó)哥倫比亞大學(xué)拉蒙—多爾蒂地球觀測(cè)所的巴爾貝爾.霍恩斯基(Baerbel Hoenisch)認(rèn)為，與大約150年前開(kāi)始的工業(yè)革命時(shí)期排放到地球大氣中的碳元素含量相比，當(dāng)時(shí)造成全球變暖和海洋酸化的碳元素含量就是小兒科了。
霍恩斯基說(shuō)，這一時(shí)期被稱為古新世到始新世極熱時(shí)期，約在恐龍滅絕900萬(wàn)年后。在那段時(shí)間里，海洋的酸性PH值平均每個(gè)世紀(jì)約上升0.008個(gè)單位。當(dāng) 時(shí)酸化的海水導(dǎo)致不少珊瑚種類滅絕，生活在海底的許多種單細(xì)胞有機(jī)體從此消失，這也使得居于食物鏈更高層的其它植物和動(dòng)物漸漸走向滅亡。
這項(xiàng)研究還顯示，20世紀(jì)以來(lái)，海洋的酸性PH值增加了0.1個(gè)單位。據(jù)預(yù)測(cè)，到2100年，這一數(shù)值還將增加到0.2或0.3個(gè)單位。而根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化委員會(huì)發(fā)布的預(yù)測(cè)，本世紀(jì)全球氣溫可能會(huì)上升1.8到4攝氏度。
霍恩斯基說(shuō)：“在5600萬(wàn)年前的極熱時(shí)期所發(fā)生的溫度變化與今天相比小得多，但當(dāng)時(shí)仍然因?yàn)闇囟壬仙霈F(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的改變，這讓我很擔(dān)心我們的未來(lái)會(huì)發(fā)生些什么。”
有些質(zhì)疑氣候變化的人常將過(guò)去由自然事件引起的溫暖時(shí)期作為證據(jù)，指認(rèn)現(xiàn)在的變暖趨勢(shì)也不是由人類活動(dòng)所引起。盡管霍恩斯基也注意到大規(guī)模的火山活動(dòng)等自 然因素很有可能是造成古新世/始新世極熱時(shí)期的首因，但是她認(rèn)為當(dāng)時(shí)氣候變暖和海水酸化的速率與現(xiàn)在相比仍相當(dāng)溫和，因?yàn)槟且粫r(shí)期長(zhǎng)達(dá)5000年，而現(xiàn)在 才不過(guò)一個(gè)世紀(jì)。
美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的海洋學(xué)家理查德.菲力(Richard Feely)并未參與這項(xiàng)研究，但他認(rèn)為了解過(guò)去有助于更好地預(yù)測(cè)未來(lái)：“這些研究能讓你從時(shí)間上把控過(guò)去海洋的酸化，因?yàn)樗峄且粋€(gè)緩慢長(zhǎng)期的過(guò)程。我 們?cè)谖磥?lái)幾十年中做出的決定可能在長(zhǎng)遠(yuǎn)上來(lái)說(shuō)會(huì)造成深刻的影響。”
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