海洋表层水域呈现酸化趋势

易家康

研究世界大洋的科学家告诫，我们认识诸多严重后果之前，气候变化可能变得无法控制。如果二氧化碳排放居高不下，海洋表层海水可能会变得除全球灾难期间外更趋酸化，这是3亿年来从未出现过的现象。这项警告是根据自 1980年代以来世界大洋生物生产率下降6％的结论提出的。

加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫国家实验室气象专家肯·卡尔德拉指出：“我们正在改变大洋的化学成份，而且我们不知道将会出现什么情况。”随着大气中二氧化碳总量不断上升，更多气体与海水反应生成重碳酸盐和氢离子，因而不断增强表层海水的酸性。冰河期后海洋酸碱值为 8．3，工业化时代二氧化碳大量排放前酸碱值又降到 8．2。目前达到 8．1。

为了推测将来会发生的情况，卡尔德拉与同事米切尔·维克特采用“常规工业”方案推导，该方案贯穿本世纪二氧化碳排放上升与人口和经济增长呈正比例发展模式，然后随着化石燃料消耗殆尽呈现下降态势。常规工业方案预测大气二氧化碳水平在约2300年前后达到百万分之 1900的高峰值，是目前含量的5倍。研究人员推算由于海洋将吸收部分这种二氧化碳，到2300年表层海水酸碱值将降到7．4，并且保持这种低水平达数百年之久。

3亿年以来，大气二氧化碳含量曾经几度上升超过百万分之2000水平。卡尔德拉认为由于海床上重碳酸盐岩石起着天然缓冲剂作用，始终限制海水酸化，所以上述情况从未促使海洋酸碱值低于7．5。然而这一演变过程耗时1万年左右，足以通过地质构造活动中和、沉积，但是无法控制人类活动或小行星碰撞地球之类自然灾害造成更为迅猛的变化。

现在尚不清楚如此剧烈的酸性变化会对海洋生物构成多大影响。不过酸化有溶解碳酸盐的发展趋势，因此受危害最为严重的海洋生物将是那些具有钙质碳酸盐外壳或外骨骼的海洋生物，诸如珊瑚和某些海藻。在巨大空间自成一体的温室生物圈2号内，以2倍二氧化碳大气含量现状的多次试验显示，这类动物体内钙质碳酸盐生成速度下降了40％。

同时，对公海叶绿素水平的卫星观测显示，光合作用从二氧化碳中产生新生物所体现的主要生产率过去几十年来显著下降。戈达德空间飞

行指挥中心的研究小组对两种仪器收集的信息资料进行比较：这两种仪器分别是从1979— 1988运作的沿海区域颜色扫描仪和自1997年至今一直工作的海洋观测广域景色传感器。研究人员发现自1980年以来海洋生产率已经平均下降了6％。虽然存在地区差异，但是格雷格认为可能由多种因素造成。在北方水域海面温度已经升高，不断降低水层间混合能力以及减少表层水域的营养供给。这种现象可能已经削弱海洋生产率。与此同时，尘埃云系携带的过量营养物质有可能已经促进赤道水域生产率上升。

这种生产率下降可能只是部分地区一种自然循环，不过格雷格坦言我们对控制海洋生产率的诸多因素知之甚少，这些因素可能是一些不确定和无法查明的因素。他和从事相关研究的其他科学家告诫，若丧失控制二氧化碳水平能力，人类将注定走向死亡。

芝加哥大学全球碳循环专家戴维·阿彻指出：“我们正在支配地球化学循环，地球化学循环的现状确实令人十分恐惧。”◆