酸化:全球海洋告急

来源:中国石化报   发布时间:2015-05-21 00:00:12 

海洋财富网综合消息 1956年,美国加利福尼亚州斯克里普斯海洋研究所的地球化学家罗杰·雷维尔和汉斯·修斯指出,必须测定空气和海洋中的二氧化碳含量,以便 “更清楚认识到预知的大量工业生产的二氧化碳可能对未来50年气候产生的影响”。

换句话说,他们想指出如今的形势多么可怕。那个时候,他们不得不为这种观测的重要意义而辩护,在今天看来多么令人惊讶,但在当时,科学家们还不能肯定人类排放的二氧化碳是否真正会在大气中累积起来。 一些科学家认为,二氧化碳将被海洋无害地吸收,或被陆地上生长的植物完全吸收。

雷维尔和他为开展该项目而雇用的查尔斯·戴维·基林意识到,他们必须在偏远地点安装仪器,这些地点远离二氧化碳来源地和沉积地,这样的安排,会引起测定的结果不规律地变化。他们选择的一个地点,几乎远离任何人能够到达的工业活动地与植物生长地,即南极;另一个地点则位于美国夏威夷州莫纳罗亚山顶上新建的气象站。

莫纳罗亚山的监测活动,从1958年一直持续到现在(其间只有一次短暂的中断)。夏威夷没有南极洲那么遥远,它见证了二氧化碳水平急剧升降的情况,二氧化碳水平升降与北半球植物生长季节同步;但是在每年末,这种温室气体的浓度总是高于它12个月前的水平。因此,没过多久科学界就认识到雷维尔是正确的,二氧化碳进入大气,必定有许多留在那里。雷维尔的预测还表明,很大一部分二氧化碳最终会进入海洋,而且雷维尔很久以前就明白,进入海洋的二氧化碳会彻底改变海水的化学性质。与气候变化的某些方面不同,这种效应本质上是海洋酸化,这一点并不存在多少争议,尽管现在科学家还在继续揭示海洋酸化的全面影响。

海洋酸化对人类影响有多严重呢?自工业革命开始以来,海洋已经足足吸收了排放到大气中的化石燃料碳的一半。

基林进行了半个世纪的记录,这极有价值,但是连贯起来看,这段时间对评价现状来说,还是太短了。然而, 通过测定陷入冰芯中的空气泡,科学家们已经能够获得更长时间范围的信息。根据这些自然档案,科学家们了解到,几千年来,大气二氧化碳浓度几乎恒定不变,但是随着19世纪工业化开始,二氧化碳的浓度不断加大。目前,二氧化碳比几百年前多了30%,而且,到本世纪末,还可能比以前的水平提高一倍或两倍。

二氧化碳急剧增加,主要来源是燃烧类化石燃料——煤炭、石油和天然气(水泥生产和热带雨林燃烧也增加了一些二氧化碳,但是为了简单明了,我们把这部分二氧化碳忽略不计)。与活体生物的成分不同,化石燃料几乎不含或根本不含放射性形式的碳——碳同位素碳14,碳14的原子核有8个中子,而不是通常的6个中子。化石燃料中,两种稳定碳同位素(12和碳13)的比例也是独一无二的。因此,化石燃料燃烧在大气中留下了与众不同的同位素标记,这样,就没有人能够怀疑二氧化碳增加量从何而来了。

化石燃料燃烧所产生的二氧化碳,其中40%留在大气中,其余被陆地植被吸收或被海洋吸收。海洋是巨大的自然碳库,因而到目前为止,进入海洋的化石燃料二氧化碳增量还相对较小。因此,检测和量化二氧化碳吸收情况,要求特别精确的测量,至少达到千分之一的精度。此外,各个地区的二氧化碳数量相去甚远,要完成这项任务,就必须投入资源,长期不懈地绘制全世界碳浓度图。

然而,那些调查本身并没有确定:在测定的碳中,哪部分是自然产生的,哪部分是人类排入大气的。1996年,尼古拉斯·格鲁伯(目前在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校)和他的两个同事开发了一种创新技术,以区分二氧化碳的来源。检测结果表明,自工业革命开始以来,海洋足足吸收了排放到大气中的化石燃料碳的一半。

证明这个过程的另一种方法是重复测量同一海域的碳含量。人们必须将海洋中的化石碳与各种生物来源碳仔细区分开来,而且观察时间跨度必须为10年或更久,才能揭示化石燃料燃烧对自然变化产生影响的总体趋势。

科学家花了两个月时间来抽样检验南大西洋西部的物理与化学性质,调查范围从海面到海底,从南极附近开始到赤道附近结束。他们比较了2005年的观测结果和16年前的结果,发现如今南大西洋上部几百米层面的碳浓度总体上比过去要高,这与海洋一直吸收大气二氧化碳的观点相吻合。也就是说,全球海洋正在遭受前所未有的酸化改变,而这种改变恰恰是由化石燃料的碳排放引起的。

昨天,记者从有关部门了解到,今年伏季休渔从51612时起8112,在北纬12度以北至“闽粤海域交界线”的南海海域(含北部湾),休渔对象除单层刺网和钓具外的所作业类型渔船。

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