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海洋酸化是气候变化的邪恶双胞胎,它源于大气中过量二氧化碳的释放。燃烧煤炭、石油和天然气产生的二氧化碳四分之一溶解在海洋中,两百年来,约已经有五千亿吨二氧化碳溶解入海洋,并且以每天约两千万吨的数量持续溶解。
早期对海洋酸化的错误认识起初,科学家们认为这可能是一件好事,因为它会使在空气中留下的二氧化碳会减少,从而使地球减缓变暖。但在过去的十年里,他们意识到,这种减缓的变暖是以改变海洋化学成分为代价的。
早期缺乏全球性的海洋酸化监测网络,无法全面了解和评估海洋酸化的程度和趋势,缺乏准确的数据和观测结果,限制了对海洋酸化问题的认识和研究,直到科学家在偶然中发现海洋酸化的情况时,情况已经足够糟糕了。
当二氧化碳溶解在海水中时,海水酸性会变得更大,海洋的酸碱值也会下降。尽管海洋是巨大的,但足够多的二氧化碳也会产生重大影响,仅在过去的年里,海水的酸性就比过去万年中海洋化学的任何已知变化都快0%。
科学家们以前并不担心这个过程,因为他们一直认为河流将足够多的溶解化学物质从岩石输送到海洋中,以保持海洋的酸碱值稳定,科学家称这种稳定作用为缓冲。但如此多的二氧化碳迅速溶解到海洋中,以至于这种自然缓冲无法跟上,导致地表水的酸碱值相对快速下降。
随着这些表层逐渐混合到深水中,整个海洋都受到了影响。海洋化学的这种相对快速的变化并没有给海洋生物足够的时间来适应,因为海洋生物在酸碱值普遍稳定的海洋中进化了数百万年,事实上,已经有海洋动物的壳层在走向被酸性海洋溶解的趋势。
海洋酸性增强危害了海洋生物许多化学反应,包括那些对生命至关重要的反应,对pH值的微小变化很敏感。例如,在人类中,正常的血液酸碱值在7.5到7.45之间。血液pH值下降0.2到0.会导致癫痫发作,昏迷,甚至死亡。同样,海水酸碱值的微小变化会对海洋生物产生有害影响,影响化学通讯、繁殖和生长。
然而,虽然化学反应是可以预测的,但生物影响的细节却不是。尽管科学家们已经追踪海洋酸碱值0多年了,但生物学研究真正开始于年,当时这种快速变化引起了他们的注意,海洋酸化一词首次被创造出来。
一些生物将在酸性更强的条件下生存甚至茁壮成长,而另一些则难以适应,甚至可能灭绝。造礁珊瑚用碳酸钙建造自己的家园,酸化可能会通过腐蚀预先存在的珊瑚骨架来限制珊瑚的生长,而导致较弱的珊瑚礁将更容易受到侵蚀。
就像珊瑚一样,带壳动物,包括贻贝、蛤蜊、海胆和海星,它们在酸性更强的水中很难建造贝壳,它们的生物外壳变弱了许多,增加了被压碎或吃掉的几率。带壳生物的灭亡会对食物链产生更大的连锁反应,波及到其食物链上下层和整个环境。
除了失去生物多样性之外,酸化还将影响渔业和水产养殖,威胁数百万人的粮食安全,以及旅游业和其他与海洋有关的经济。虽然到目前为止,人类可见的酸化迹象很少,但随着时间的推移,随着更多的二氧化碳溶解到海水中,它们只会增加。
人类正在应对海洋酸化减少人类活动产生的二氧化碳排放是最关键的措施之一,通过转向可再生能源、提高能源效率、促进低碳交通工具的使用等,可以减少燃煤、石油和天然气等化石燃料的使用,从根本上降低二氧化碳的释放。
保护和恢复海洋生态系统是减缓海洋酸化的关键,保护海洋湿地、建立海洋保护区、减少污染物的排放等措施可以帮助维护海洋生态系统的健康,提高其对酸化的抵抗能力。
加强对海洋酸化的监测和研究,以更好地了解其影响和趋势,为制定有效的适应和缓解策略提供科学依据。这包括监测海水酸碱值和碳酸盐系统的变化,研究酸化对海洋生态系统和物种的影响等。
鉴于海洋酸化已经产生一定的影响,我们需要开发适应性策略来减轻其对人类和海洋生态系统的负面影响。这包括培育酸化抵抗力更强的物种、推广可持续的渔业和海洋农业实践、促进海洋生态系统的恢复和适应等。
为了应对海洋酸化,需要国际社会共同努力。各国应加强合作、分享经验和技术,制定和实施共同的政策和行动计划。国际组织和多边机构应加强协调和合作,促进全球范围内的资源共享。