諸緣來去何增減？笑擁斜陽照海天。。。 短暫人生幾番風雨情。 匆匆走過幾度回眸戀。 心坎鑲著足痕淚光影。 誰悟得無生法忍行去。 *幻羽*捻題一*悟行* 2023/01/03/18:34:58

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             知道『變酸的海洋正在蘊釀災難』嗎？

 

阿拉貢堡島嶼位於義大利那不勒斯以西27公里處，可從另一座稍大的島嶼-伊斯基亞經由狹長的石橋到達，造訪此島的科學家們正在展望未來景象。阿拉貢堡周邊海域地質情況特殊，透過這扇窗戶，人們可以窺見2050年以後地球各大洋的情景：二氧化碳氣泡從海底火山口升起，溶解後形成碳酸。

 

碳酸的酸性相對較弱，人們常喝的碳酸飲料中便含有這種成分。但如果碳酸含量太大，則會使海水具有腐蝕性。“如果二氧化碳水準極高，幾乎沒有哪種生物受得了。”英國普利茅斯大學海洋生物學家傑生· 霍爾-斯潘塞說。阿拉貢堡為這一違反自然規律的現象提供了一個天然參照：隨著汽車排氣管和煙囪排出的二氧化碳越來越多地被海洋吸收，阿拉貢堡周邊海域中發生的酸化現象，正加速在世界各大洋展開。

 

霍爾-斯潘塞在該島周邊海域從事研究已經八年，他對海水屬性進行仔細測量，並跟蹤記錄魚類、珊瑚及各種軟體動物的情況，這些生物在這裏生活，有些也在這裏分解。二氧化碳氣泡如水銀珠般從海底升騰，一片片海草呈鮮綠色，因為通常覆蓋在草葉上使其顏色變暗的微生物已消失不見。遠離火山口的地方常見的海膽在這裏也不見蹤跡，因為它們連輕度酸化的海水都難以忍受。一群群幾近透明的水母從身旁漂過。除了水母、海草和藻類，阿拉貢堡周邊火山口分佈最密集的區域內，就幾乎沒有什麼別的生物了。即便是在幾百米以外，許多本地物種也無法存活，那裏的海水酸度相當於全球各大洋將於2100年達到的水準。

 

工業革命開始至今，礦物燃料(煤、石油、天然氣)燃燒和森林砍伐已經導致超過5000億噸的二氧化碳排放量。如今大氣中的二氧化碳含量是80萬年甚至更長時間以來的最高水準。而二氧化碳排放也在對海洋造成改變，空氣與水頻繁進行氣體交換，因此排入大氣的任何物質，都會有一部分最終進入海洋。在風力作用下，這些物質迅速溶入深度大約幾百米的水域內，之後經過數百年的時間，洋流再將其運送到大海深處。

 

20世紀90年代，由各國科學家組成的國際研究小組執行了一項規模龐大的任務，其中包括從世界各地區不同深度的水域中收集7.7萬多份海水樣本，並對這些樣本進行分析。這項工作花費了15年的時間，其結果向人們展示出，過去二百年裏，人類排放的二氧化碳中有30%被海洋吸收，如今海水仍在以每小時百萬噸左右的速度吸收二氧化碳。

 

對於生活在陸地上的居民來說，這一過程有其益處：海洋從大氣中吸走1噸二氧化碳，造成全球氣候變暖的禍源也就少了1噸，但對海底生靈來說，就是另一番情形了。美國國家海洋和大氣管理局負責人、海洋生態學家簡· 盧布琴科把海洋酸化稱作與氣候變暖破壞力相當的“同級別殺手”。

 

根據氫離子濃度測量酸性得出的pH值範圍為0~14。pH值低的是強酸，比如鹽酸，可充分釋放氫離子(比碳酸要更加充分)；而pH值高的則是強鹼，比如堿液。純淨蒸餾水的pH值是7，屬於中性。海水應該呈弱鹼性，海面附近pH值為8.2左右。目前，二氧化碳排放導致這一水域的pH值降低了0.1，由於pH值與裏氏震級一樣按對數計算，所以即便是數值上的細微改變，也會引起巨大變化。pH值下降0.1，意味著酸度提高了30%。如果保持現在的勢頭，2100年海面pH值將下降至7.8左右。到那時，海水的酸度將比1800年高出150%。

 

迄今為止發生的酸化現象可以說是不可逆轉的。儘管從理論上來說，可通過往海水中添加化學藥劑來抵消過剩二氧化碳的作用，但在實際操作中，所需要的藥劑量卻大得驚人：例如，要想抵消1噸二氧化碳，至少需要2噸石灰，而當今世界每年排放的二氧化碳就有300多億噸。同時能夠抑制酸化的自然進程(比如陸地上岩石的侵蝕)發生速度又太慢，在短暫的人類歷史上發揮不了什麼作用。即便可以從今天起停止二氧化碳排放，要想讓海洋恢復至工業革命之前的化學狀態，也需要數萬年時間。

 

海水酸化可導致無數後果。酸化的海水利於某些海洋微生物生長，卻導致另外一部分微生物衰亡，因此可能會改變海水中鐵和氮等關鍵營養元素的含量。基於類似的原因，能夠穿過海面的陽光也可能會增加。通過改變海水的基本化學成分，酸化作用還將把水體吸收和消滅低頻聲波的功能降低40%，導致海洋某些區域噪音變大。另外海水酸化還會干擾某些物種的繁殖，阻礙另外一些物種利用碳酸鈣形成外殼和堅硬外骨骼的過程。科學界對最後這兩種作用的記錄最為詳實，至於歷史能否證明它們是影響力最大的作用，仍然屬於未知。

 

在2008年間有150多名頂尖研究員聯合發表了一份聲明，稱他們“對近期海洋化學狀態的急劇變化深感憂心”，這些變化可能在幾十年內“對海洋生物群落、食物鏈、生物多樣性及漁業造成嚴重影響”。海洋暖水區中的珊瑚礁處境最危險，但由於二氧化碳在冷水中更易溶解，因此實際上海水酸化的影響力可能最早體現在兩極地區。科學家已經觀測到南北兩極的翼足類動物(小型海螺，是魚類、鯨類和鳥類的重要食物)出現了明顯變化：實驗表明，翼足類動物的外殼在酸化海水中生長速度大幅減緩。

 

各種生物能夠適應化學成分改變後的海水嗎？阿拉貢堡給出的答案不盡如人意，此地的火山口向水中傾倒二氧化碳已有至少一千年的時間，但是pH值為7.8(本世紀末全世界海洋都將達到這一水準)的水域與遠離火山口的水域相比，其中生活的物種少了將近三分之一。這些物種“在代代繁殖的過程中有大量時間可用來適應環境”，霍爾-斯潘塞說，“但這裏還是見不到它們的蹤跡。”“由於pH值對生物來說十分重要，因此人類花費大量精力來維持血液中pH值的穩定。”他繼續說道，“但有些低等生物不具備這種生理功能，它們必須忍受外界的變化，因此最終不堪重負。”

 

與阿拉貢堡相隔半個地球、位於澳大利亞海岸線外80公里處的獨樹島也是座袖珍島嶼。雖名為“獨樹”，但實際島上有數百棵樹木，島嶼呈新月狀，兩端伸入珊瑚海，月彎中坐落著一個小型研究站，由悉尼大學管理。獨樹島是大堡礁的一部分，大堡礁是世界上最大的珊瑚礁群，長度超過2250公里。整個島嶼由一塊塊的珊瑚殘礫組成，這些碎塊小的似彈珠，大的像籃球，於大約4000年前的一場風暴之後開始堆積。直至今日，整個島上也找不到可以真正稱之為泥土的東西，樹木如旗杆般從珊瑚碎塊中拔地而起。

 

20世紀60年代，科學家開始造訪此島，他們首先提出的問題是，珊瑚礁是怎麼長成的？近年來，這類問題顯得更加迫切。大約有25%的海洋物種，其一生中起碼有部分時間是在珊瑚礁群中度過的。珊瑚搭建起生態系統的架構，因此很顯然，如果珊瑚沒了，整個生態系統也就沒了。

 

二氧化碳被海洋吸收後會對魚產生一種有趣的效果—它們的耳朵變大了。魚的耳朵長在身體裏。但和人類的耳朵一樣，它們的耳朵在感知動作和它們能否保持垂直(這種能力對生存至關重要)方面扮演著重要角色。這真是一個意外，任何嚴重偏離常態的情況都屬於異常，這種異常至少可能是有毒效應。魚的耳朵結構被認為是一種耳石，它由礦物質構成。從大氣中吸收的海洋中逐漸增多的二氧化碳正使得海洋的酸性增加，酸能溶解和軟化貝殼，所以酸是否還能減小耳石的尺寸？在實驗中，研究人員讓太平洋犬牙石首魚的卵在海水中孵化，並測量了小魚7到8天后的耳石。在第一次測試中，水是當前二氧化碳量的6倍多，這些小魚的耳石比正常情況大15%到17%。研究人員非常驚訝，以致他們重複了這項實驗，結果得到了相同的結論。

 

於是他們把水中的二氧化碳量減少到當前二氧化碳含量的約3.5倍，按照二氧化碳目前在大氣中含量的增加，爾後在海洋中增加的比率，這可能是到2100年二氧化碳的濃度。這些魚的耳骨比在二氧化碳當前濃度下的海水中生活的魚的耳骨大7%到9%，重要觀察是二氧化碳在大氣中的影響，然後是在海洋的中影響，不僅包括全球變暖，使得海洋更具酸性，還對生物學和生態學有重要影響。

 

新發現不僅令人驚訝，還引出了進一步探索的問題。現在研究人員將設法弄清楚水中增加的二氧化碳導致魚耳骨變大的方式，以及是否這種情況還發生在其他魚類身上和這種長期效應是好還是壞。如果大耳石不影響魚兒，或者反而對它們更有利，那就不需要特別關注。但魚已經這樣進化了，如果你非要以某種方式改變它的話，那就會改變耳石幫助魚保持垂直、導航和生存方式的動力學。

 

另外在挪威斯匹次貝根群島附近海域研究人員投入9個17米長、能容納約50立方米海水的大型試管狀受控實驗裝置，並加入不同濃度的二氧化碳，以此來模擬在目前溫室氣體排放條件下數十年後的海洋酸化情況。結果顯示，如果按目前的趨勢發展，在2050年以前，北冰洋可能有超過一半海域的海水全年處於碳酸鹽欠飽和狀態，從而威脅甲殼類、珊瑚藻和浮游生物的生存，甚至可能破壞北冰洋生物的食物鏈。

 

全球變“酸”天然海水偏鹼性，但海水與吸收的二氧化碳發生反應會形成碳酸，從而導致海洋酸化。它不僅改變了海洋的化學成分，還能夠破壞海洋生物的生存環境及物種間的競爭條件。工業革命以來，海洋吸收了人類排放的近1/3二氧化碳，PH值下降了0.1。如果不能遏制這一趨勢，到本世紀末，海水的PH值將進一步下降0.2至0.3。浮游植物構成了海洋食物基礎，它們的“重新洗牌”會導致眾多海洋動物喪失食物來源。此外越來越酸的海水也會腐蝕海洋生物的身體，研究表明鈣化藻類、珊瑚蟲類、貝類、甲殼類和棘皮類動物在酸化環境下形成碳酸鈣外殼，骨架效率明顯下降。

 

海水酸化還會導致海中大陸架的珊瑚礁大量死亡，使得基裏巴斯和馬爾代夫等低地島國更容易為暴雨所侵害。在有些水域，海洋的酸度將達到貝殼都會開始溶解的程度，以這類生物為食的其他生物將不得不尋覓別的食物，而最終遭殃的將是人類。據全球有5億多人以捕魚和水產養殖作為蛋白質攝入和經濟收入的來源，對其中最貧窮的4億人來說，魚類提供了他們每日所需大約一半的動物蛋白和微量元素，海水酸化對海洋生物的影響勢必會危及這些人口的生計。

 

氣候變遷讓海洋，愈來愈酸，海水酸度升高，將危害到大海中所有生物的生存，海洋一旦變酸，恐怕要幾千年才能恢復正常。聯合國召開的新一回合氣候變遷會議，在德國波昂揭幕，七十位環境學家在會議前聯合呼籲，希望在新的環境條約中，提高對海洋保護的關注，他們指出，要避免海洋生態系統被嚴重破壞，國際上必須達成在2050年以前把二氧化碳排放量減少五成以上。當大氣中的二氧化碳含量，從現在的387個ppm，上升到550個ppm的時候，珊瑚礁就會開始崩解，珊瑚礁是許多魚類的家，而大洋的深處，可能正在蘊釀災難，災難的效應將在全世界顯現，它會威脅食物的安全、破壞沿海的生態。

 

全球變暖影響海洋低氧區面積正在逐漸擴大，已危及許多海洋生物的生存。海洋低氧區或缺氧區又被稱為海洋“死亡區”，因為生物難以在低氧或缺氧狀態下存活。研究發現化肥、糞便和污水等排泄入海，為一些藻類提供了充足的養料，會刺激海藻瘋狂生長。這與空氣污染因素一起導致海洋中的氧被大量消耗，使海洋中形成低氧區甚至缺氧區。德國和美國科學家進行的新研究發現，全球變暖會為海洋低氧區的形成“推波助瀾”。過去50年中，全球變暖已使中、東赤道大西洋和赤道太平洋的低氧區不斷擴大。此外墨西哥灣和其他一些海域最近幾年也出現了低氧區。

 

科學家說海洋低氧區面積不斷擴大的事實並不令人驚訝，因研究早已表明，全球變暖會導致海洋水溫升高，海水升溫後溶解氧的能力會有所下降。隨著海洋低氧區不斷擴大，海洋生物的生存空間減小，許多物種被迫離開深海棲息地前往含氧充足的海域，這意味著它們將不得不為爭奪新的生存空間而展開殘酷競爭。這項研究對海洋低氧區實地調查得出的結果，與此前的電腦模擬研究結果基本一致。但也表示海洋低氧區中存在很多複雜的生物和化學相互作用，還需要進一步深入研究造成海洋低氧區面積擴大的原因。