海洋不僅為超過30億人口提供著其賴以生存的資源,還供給了我們呼吸所需的大部分氧氣,并吸收著溫室氣體,減輕其在大氣中的影響。海洋在地球的氣候和天氣系統(tǒng)以及全球碳循環(huán)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,是一種不可估量的自然力量。然而,人類活動(dòng)已經(jīng)從根本上改變了海洋的化學(xué)組成。自20世紀(jì)80年代末以來,95%公海表層水的酸性有所增加。海洋吸收約30%人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳,導(dǎo)致海水pH值下降,這個(gè)過程被稱為海洋酸化。隨著大氣中的二氧化碳水平超過工業(yè)化前的50%,這個(gè)問題正變得愈加嚴(yán)重。
什么是海洋酸化?
什么是pH值和酸度?
pH值是對(duì)溶液酸堿度的衡量。溶液的pH值代表氫離子(H+)濃度指數(shù),通常為0至14。純水的pH值為7,呈中性,既非酸性也非堿性,H+和OH-的濃度相等。pH值低于7的溶液呈酸性,而pH值大于7的溶液呈堿性。pH值按對(duì)數(shù)計(jì)算,所以減少一個(gè)pH值單位,酸度就會(huì)增加10倍。
海洋是微堿性的。在18至19世紀(jì)工業(yè)革命前,海洋的平均pH值約為8.2。如今,海洋的平均pH值為8.1,比工業(yè)化前降低了0.1個(gè)單位。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的第六次評(píng)估報(bào)告,到2100年,海洋的pH值可能會(huì)下降到7.8左右,這將影響到半成的海洋生物。
海洋酸化威脅著海洋生態(tài)系統(tǒng),也會(huì)影響到依靠海洋作為收入和飲食來源的人群,而這樣以多種多樣海洋和沿海生物為生的人口超過30億。
對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)來說,海洋酸化帶來了雙重挑戰(zhàn):酸度升高和碳酸根離子(CO32-)的可用性降低。鈣質(zhì)生物——如牡蠣、螃蟹、海膽、龍蝦和珊瑚——需要CO32-來建造和維持它們的外殼和骨架。此外,研究表明,隨著pH值的降低,海洋生物外殼和骨架可能更容易溶解??茖W(xué)家們正在研究鈣化生物受酸化影響的程度,以及為什么有些生物可能比其他生物更敏感。
海洋生物為克服酸性條件而消耗的能量可能會(huì)減少其生殖和生長(zhǎng)等生理過程中的可用能量,威脅食物鏈的穩(wěn)定性,從而影響生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)原力,以及漁業(yè)和旅游業(yè)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。
- 原子能機(jī)構(gòu)支持世界各國(guó)利用核技術(shù)和核衍生技術(shù)以加深對(duì)海洋變化的科學(xué)理解。原子能機(jī)構(gòu)海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們正在利用同位素技術(shù)研究海洋酸化的影響及其與其他環(huán)境壓力因素的相互作用。
- 原子能機(jī)構(gòu)于2012年成立了海洋酸化國(guó)際協(xié)調(diào)中心(OA-ICC),重點(diǎn)關(guān)注海洋酸化現(xiàn)狀和趨勢(shì)的相關(guān)科學(xué)、能力建設(shè)、推廣和交流,促進(jìn)以科學(xué)為基礎(chǔ)的決策制定。
- 海洋酸化國(guó)際協(xié)調(diào)中心支持了2013年啟動(dòng)的全球海洋酸化觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(GOA-ON)。全球海洋酸化觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)門戶提供了海洋酸化監(jiān)測(cè)設(shè)施的信息,包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)由九個(gè)區(qū)域中心組成,包括亞洲(太平洋島嶼和領(lǐng)土)、南亞和西太平洋的三個(gè)中心。
- 全球海洋酸化觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)還管理著一個(gè)專門的開放獲取網(wǎng)站,提供源源不斷的科學(xué)報(bào)告、媒體報(bào)道、政策簡(jiǎn)報(bào)和其他與海洋酸化相關(guān)的材料。