海水正在變“酸”這是近年來的一個熱門話題。可是,海水真的在變酸嗎?誰會是海水酸化首當其沖的受害者呢?
難道海水吃醋了嗎?海水為什么會變酸?要回答這個問題,先要弄清楚什么叫“酸”。水的酸堿度是用氫離子濃度來衡量的,常溫、常壓下pH值大于7是堿性,小于7是酸性。現(xiàn)在大洋的pH值平均在8.2左右,屬于弱堿性。近年來的研究發(fā)現(xiàn):工業(yè)革命200多年來,大洋pH值降低了0.1個單位。那么照此發(fā)展下去,海水會不會變“酸”,pH值降到7以下呢?當然不會。所以“海水變酸”的說法是一種誤解。正確的說法應該是“大洋酸化”,也可以說“海水酸化”,含義是海水堿性的減弱,pH值的下降。
大洋酸化的原因,在于大氣二氧化碳的增加。海洋科學家監(jiān)測發(fā)現(xiàn),100多年來人類排放的二氧化碳約1/3被海水吸收,使海水pH值下降。如果人類不控制對二氧化碳的排放,預計到2100年,全球海洋水體pH值還將再降低0.2~0.3個單位。這個數(shù)值看上去很小,但事實上,海水pH值每降低0.1,意味著氫離子濃度將增加30%!
當然,海水的pH值本來并不固定,高緯度海域的pH值就比低緯度的高,表層海水中的pH值(8.2)比深層海水中的pH值(8以下)高。但從整個海洋環(huán)境來說,海水pH值的變化卻是很小的,2000多萬年來的變化幅度也只是在0.3上下,現(xiàn)在200多年就下降了0.1,這豈不是一場人為的災變!
地質(zhì)歷史上有過海洋酸堿度的大幅度變化的先例。距今5500萬年前,由于海底“可燃冰”融化釋放出巨量的甲烷,大氣中的溫室氣體突然增加,在短短幾千年的時間里,地球溫度上升了6℃左右,2萬億噸的碳溶解到海洋中,整個海水的pH值下降,海底的碳酸鹽大量溶解,導致大量海洋底棲生物滅絕。事實上,地球歷史上出現(xiàn)過的4次生物大滅絕事件,都伴隨著海水酸化的現(xiàn)象。前車之鑒告誡我們,對于當下海水酸化的情況絕不可等閑視之。
海水酸化的受害者會是誰?海洋里的生物自然是海水酸化的受害者。因為pH值下降而受害的,首先是有碳酸鈣骨骼的生物。在表層海水里碳酸鹽處于飽和狀態(tài),一些海洋生物的碳酸鈣骨骼完好無損。到了深水里,因為壓力增大、溫度降低,碳酸鹽不飽和,碳酸鈣就會溶解。海水酸化,就是表層海水的pH值下降,使得碳酸鹽飽和度下降。如此一來,那些靠碳酸鈣骨骼保護或者支撐的生物,就會無法生存。
屬于碳酸鈣骨骼的生物太多了,小的像浮游生物里的有孔蟲、顆石藻,大的像海底生活的軟體動物,包括有雙瓣殼的瓣鰓類和有螺螄殼的腹足類。幸運的是,它們的殼體主要是由方解石組成的,比較耐溶。碳酸鈣有兩種成分一樣、結(jié)構不同的礦物,三方晶系的是方解石,斜方晶系的是文石。文石比方解石容易溶解,所以海水酸化的受害者里,有文石骨骼的生物便成了主要對象,珊瑚就是典型的代表。
造礁珊瑚的骨骼主要由文石組成,海水酸化會阻礙珊瑚文石骨骼的形成。如果大氣中二氧化碳的含量在工業(yè)革命前的基礎上翻一番,達到560厘米3/米3,就會使珊瑚分泌文石骨骼的能力下降40%,危機將會降臨。澳大利亞大堡礁是全球最壯觀的珊瑚礁,但是從1990年至2005年的15年時間里,大堡礁珊瑚鈣化的程度下降了14.2%雖然暫時珊瑚礁還不會消失,但是它們的鈣化程度卻在減弱,珊瑚種類也在逐步減少,如果這種狀況控制不好,美麗的珊瑚礁最終將會變成一個乏味的去處。
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