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物質和承受直接物理破壞。更嚴峻的威脅是，化石燃料燃燒導致海洋化學性質發(fā)生變化，但這種危險卻鮮為人知。如今，消費過程中所釋放的二氧化碳，其1/3都進入了海洋，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、更清楚認識到預知的大量工業(yè)消費的二氧化碳可能對將來50年氣候產生的影響。換句話說，他們想指出如今的形勢多么可怕。那個時候，他們不得不為這種觀測的重要意義而辯護，在今天看來多么令人驚訝，但在當時，科學家們還不能肯定人類排放的二氧化碳是否真正會在大氣中累積起來。一些科學家認為，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?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，意識到他們必須在偏遠地點安裝儀器，這些地點遠離二氧化碳來源地和沉積地，這樣的安排，會引起測定的結果不規(guī)律地變化。他們選擇的一個地點，幾乎遠

3、離任何人可以到達的工業(yè)活動地與植物生長地：南極；另一個地點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，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，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個月前的程度。因此，沒過多久，科學界就認識到雷維爾是正確的二氧化碳進入大氣，必定有許多留在那里。雷維爾的預測還正確地說明，很大部分二氧化碳最終會進入海洋，而且雷維爾很久以前就明白，進入海洋的二氧化碳會徹底改變海水的化學性質。與氣候變化的某些方面不同，這種效應的真實性本質上

4、是海洋酸化acidification，這一點并不存在多少爭議，盡管如今科學家還在繼續(xù)提醒海洋酸化的全面影響。人類影響有多嚴重？自工業(yè)革命開場以來，海洋已經足足吸收了排放到大氣中的化石燃料碳的一半基林進展了半個世紀的記錄，這極有價值，但是連接起來看，這段時間對評價現(xiàn)狀來說，還是太短了。然而，通過測定陷入冰芯中的空氣泡，科學家們已經可以獲得更長時間范圍的信息。根據(jù)這種自然檔案，科學家們理解到，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，到本世紀末，還可能比以前的程度進步一倍或兩倍。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。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個中子，而不是通常的6個中子?；剂现?，兩種穩(wěn)定碳同位素碳12和碳13的比例也是獨一無二的。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，進入海洋的化石

6、燃料二氧化碳增量還相對較小。因此，檢測和量化二氧化碳吸收情況，要求特別準確的測量，至少到達千分之一的精度。此外，各個地區(qū)的二氧化碳數(shù)量相去甚遠，要完成這項任務，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80年代后期和20世紀90年代，海洋學家嚴格開展了這方面的工作，作為二氧化碳全球評價的組成部分，而全球評價那么由JGOFS全球海洋通量結合研究方案和WOCE世界海洋環(huán)流實驗這兩個工程承擔。然而，那些調查本身并沒有確定：在測定的碳中，哪部分是自然產生的，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洛杉磯分校和他的兩個同事開發(fā)了一種創(chuàng)新技術，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)，這項工作于2019年完成，結果說明，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。證明這個過程的另一種方法，即是重復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區(qū)分開來，而且觀察時間跨度必須為10年或更久，才能提醒化石燃料燃燒對自然變化