全球海洋告急

1、全球海洋告急珊瑚礁孕育了非同尋常的生物多樣性，但是它們都遭受多種力量的圍困，包括暴露于有毒化學(xué)物質(zhì)和承受直接物理破壞。更嚴(yán)峻的威脅是，化石燃料燃燒導(dǎo)致海洋化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，但這種危險(xiǎn)卻鮮為人知。如今，消費(fèi)過程中所釋放的二氧化碳，其1/3都進(jìn)入了海洋，降低了自然狀態(tài)下呈堿性的pH值。這種向更具酸性的環(huán)境的轉(zhuǎn)變，似乎降低了珊瑚礁以及許多其他海洋生物生長發(fā)育的才能。撰文斯科特.C.多尼ScottC.Doney1956年，美國加利福尼亞州斯克里普斯海洋研究所的地球化學(xué)家羅杰·雷維爾RogerRevelle和漢斯·修斯HansSuess指出，必須測定空氣和海洋中的二氧化碳含量，以便“

2、更清楚認(rèn)識(shí)到預(yù)知的大量工業(yè)消費(fèi)的二氧化碳可能對(duì)將來50年氣候產(chǎn)生的影響。換句話說，他們想指出如今的形勢多么可怕。那個(gè)時(shí)候，他們不得不為這種觀測的重要意義而辯護(hù)，在今天看來多么令人驚訝，但在當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們還不能肯定人類排放的二氧化碳是否真正會(huì)在大氣中累積起來。一些科學(xué)家認(rèn)為，二氧化碳將被海洋無害地吸收，或被陸地上生長的植物恰當(dāng)?shù)匚?。雷維爾和他為開展該工程而雇傭的年青研究人員、已故的查爾斯·戴維·基林CharlesDavidKeeling，意識(shí)到他們必須在偏遠(yuǎn)地點(diǎn)安裝儀器，這些地點(diǎn)遠(yuǎn)離二氧化碳來源地和沉積地，這樣的安排，會(huì)引起測定的結(jié)果不規(guī)律地變化。他們選擇的一個(gè)地點(diǎn)，幾乎遠(yuǎn)

3、離任何人可以到達(dá)的工業(yè)活動(dòng)地與植物生長地：南極；另一個(gè)地點(diǎn)那么位于美國夏威夷州莫納羅亞山頂上新建的氣象站。莫納羅亞山的監(jiān)測活動(dòng)，從1958年一直持續(xù)到如今其間只有一次短暫的中斷。夏威夷沒有南極洲那么遙遠(yuǎn)，它見證了二氧化碳程度急劇升降的情況，二氧化碳程度升降與北半球植物生長季節(jié)同步；但是在每年末，這種溫室氣體的濃度總是高于它12個(gè)月前的程度。因此，沒過多久，科學(xué)界就認(rèn)識(shí)到雷維爾是正確的二氧化碳進(jìn)入大氣，必定有許多留在那里。雷維爾的預(yù)測還正確地說明，很大部分二氧化碳最終會(huì)進(jìn)入海洋，而且雷維爾很久以前就明白，進(jìn)入海洋的二氧化碳會(huì)徹底改變海水的化學(xué)性質(zhì)。與氣候變化的某些方面不同，這種效應(yīng)的真實(shí)性本質(zhì)上

4、是海洋酸化acidification，這一點(diǎn)并不存在多少爭議，盡管如今科學(xué)家還在繼續(xù)提醒海洋酸化的全面影響。人類影響有多嚴(yán)重？自工業(yè)革命開場以來，海洋已經(jīng)足足吸收了排放到大氣中的化石燃料碳的一半基林進(jìn)展了半個(gè)世紀(jì)的記錄，這極有價(jià)值，但是連接起來看，這段時(shí)間對(duì)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀來說，還是太短了。然而，通過測定陷入冰芯中的空氣泡，科學(xué)家們已經(jīng)可以獲得更長時(shí)間范圍的信息。根據(jù)這種自然檔案，科學(xué)家們理解到，幾千年來，大氣二氧化碳濃度幾乎恒定不變，然后隨著19世紀(jì)工業(yè)化開場而飚升起來。目前，二氧化碳比幾百年前多了30%，而且，到本世紀(jì)末，還可能比以前的程度進(jìn)步一倍或兩倍。二氧化碳急劇增加，主要來源是燃燒化石燃料f

5、ossilfuel煤炭、石油和天然氣水泥消費(fèi)和熱帶雨林燃燒也增加了一些二氧化碳，但是為了簡單明了，我們把這部分二氧化碳忽略不計(jì)。與活體生物的成分不同，化石燃料幾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個(gè)中子，而不是通常的6個(gè)中子?；剂现?，兩種穩(wěn)定碳同位素碳12和碳13的比例也是獨(dú)一無二的。因此，化石燃料燃燒在大氣中留下了與眾不同的同位素標(biāo)記，這樣，就沒有人可以疑心二氧化碳增加量從何而來了。吸收率可能發(fā)生變化，化石燃料產(chǎn)生二氧化碳，如今，其中40%留在大氣中；其余被陸地植被吸收或被海洋吸收，目前兩者所占比例大體一樣。海洋是宏大的自然碳庫，因此到目前為止，進(jìn)入海洋的化石

6、燃料二氧化碳增量還相對(duì)較小。因此，檢測和量化二氧化碳吸收情況，要求特別準(zhǔn)確的測量，至少到達(dá)千分之一的精度。此外，各個(gè)地區(qū)的二氧化碳數(shù)量相去甚遠(yuǎn)，要完成這項(xiàng)任務(wù)，就必須投入資源，長期不懈地繪制全世界碳濃度圖。在20世紀(jì)80年代后期和20世紀(jì)90年代，海洋學(xué)家嚴(yán)格開展了這方面的工作，作為二氧化碳全球評(píng)價(jià)的組成部分，而全球評(píng)價(jià)那么由JGOFS全球海洋通量結(jié)合研究方案和WOCE世界海洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)工程承擔(dān)。然而，那些調(diào)查本身并沒有確定：在測定的碳中，哪部分是自然產(chǎn)生的，哪部分是人類排入大氣的。2019年，尼古拉斯·格魯伯NicolasGruber目前在美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校和他的兩個(gè)同事開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)，以區(qū)分二氧化碳的來源。格魯伯把該方法用于分析JGOFS和WOCE的所有數(shù)據(jù)，這項(xiàng)工作于2019年完成，結(jié)果說明，自工業(yè)革命開場以來，海洋足足吸收了排放到大氣中的化石碳的一半。證明這個(gè)過程的另一種方法，即是重復(fù)測量同一海域的碳含量。人們必須將海洋中的化石碳與各種生物來源碳仔細(xì)區(qū)分開來，而且觀察時(shí)間跨度必須為10年或更久，才能提醒化石燃料燃燒對(duì)自然變化