于之珠
距今2.5億年前的二疊紀末期,地球上發(fā)生了第三次物種大滅絕。這是地球史上最嚴重、最慘痛的滅絕事件,其中70%的陸地脊椎動物徹底消失蹤跡,而海洋生物更是險些全軍覆沒,有超過90%的種類永別地球。當時由于淺層的大陸架大面積暴露。原先埋藏在海底的有機質被氧化,這個過程消耗了氧氣,釋放了二氧化碳,再加上氣溫升高,導致海洋“窒息”,形成大片“缺氧地帶”??梢哉f,那些以水為生的海洋生物。包括我們所熟悉的“水就是它們生命”的各種魚類,不是因為缺水而死,而是讓海水給“淹死”的。
魚居然都能被水“淹死”,聽起來似乎很滑稽,但事實的確如此。魚類其實跟我們?nèi)祟?,以及其他陸地動物是一樣的,生存都得依賴于氧氣。如果把魚放進沒有氧氣的水里,“如魚得水”就是另一番景象了。在那樣的環(huán)境中,魚會窒息而死。正常情況之下,魚之所以能夠自由自在地生活在水里,是由于水中有被溶解的氧。那么,我們對魚會被水“淹死”的擔心會不會只是杞人憂天呢?來自科學的研究表明,這樣的擔心絕非多余。魚類以及其他海洋生物,正面臨一場類似于2.5億年前那樣的災難。
在美國餓勒岡的太平洋沿岸??茖W家發(fā)現(xiàn)了一片因缺氧而形成的死亡海域。在那里,魚類和甲殼類海洋生物正在大量死亡,就像是一個“甲殼類生物的墳場”。對于氧氣的缺失,有人認為是由北方吹出的季風引起的。季風改變了洋流方向,導致海洋深處的洋流上涌,流到靠近海岸的區(qū)域。而這些海水中富合氮及其他營養(yǎng)物質,這使得浮游生物迅速繁衍。當這些微小的動植物死亡和腐化后,海水中的含氧量便會迅速下降。
海域“死亡”現(xiàn)象絕不只在美國俄勒岡才有。一項由美國維吉尼亞海洋科學研究所發(fā)布的報告表明:海域死亡區(qū)曾經(jīng)相當稀少,現(xiàn)在卻已司空見慣,許多地方都能見到這樣的現(xiàn)象。報告顯示。自從1960年代以來,世界各地海域死亡區(qū)的數(shù)量,大約每10年就會翻一番。1960年代末,全球僅有39個死亡海域,1970年代末增加到63個,1980年代末132個,到了1990年代末。全球已有高達301個海域被宣告死亡。而現(xiàn)在,被確定為死亡區(qū)的海域達到了驚人的500多處,這還不包括正在“走向死亡”的低氧區(qū)。
歐洲波羅的海是目前世界上最大的單個死亡區(qū),面積達8萬平方千米。其次是美國墨,西哥灣的密西西比河河口,面積也有23 000平方千米。比這更可怕的事實是,與50年前相比,溶解在海水中的氧氣急劇下降,降幅可能達到了15%。之所以海洋缺氧現(xiàn)象現(xiàn)在并沒有引起廣泛關注,主要原因是,這更像一種“慢性病”,開始的影響并不大,只有在情況不斷惡化時,海洋生物的減少才會變得明顯。而當海床含氧量低到大多數(shù)生物都無法生存時,這塊海域便被稱為“死亡區(qū)”。
造成海域“死亡”和低氧區(qū)形成的原固有很多,其中與人類行為最密切相關的就是工業(yè)污染和化肥的使用。這和美國俄勒岡的太平洋沿岸出現(xiàn)死亡區(qū)算是一個道理。由于大量的氮流入海洋,會被海洋生物生長所利用,并產(chǎn)生大量的有機物。這些有機物沉入海底,在分解過程中就會消耗大量的氧。我們知道,空氣中并不存在缺氧的問題,如果海水在“氧虧損”之后能夠得到及時補充,事情可能就不會向糟糕的方向發(fā)展了。因此科學家認為,海水缺氧背后存在更致命的兇手,那就是阻礙上下海水進行氧氣交換的“溫度躍層”。
在海域中,海底海水的溫度與表層海水的溫度是有高低之分的。溫度高的海水因為密度小總是浮在表面,而溫度低的海水因為密度大只能沉于海底,在兩者之間,存在著一個溫度由高到低的急劇變化的水層,這就是“溫度躍層”。這個躍層相對穩(wěn)定,在一定程度上阻礙了上下水體的交換,也就隔斷了底層海水與空氣中的氧進行接觸的機會。很多海域低氧區(qū)都是“季節(jié)性”的,炎熱時很嚴重,而在寒冷季節(jié)里卻會得到緩解。就是這個道理。
那么,海洋缺氧現(xiàn)象為什么會在最近幾十年里表現(xiàn)得尤為突出呢?難道以前海水中就不存在“溫度躍層”?這與全球變暖有著密不可分的聯(lián)系。因為全球性的氣溫上升。讓海水中的“溫度躍層”更加堅實和穩(wěn)定,不但存在時間增加,而且阻力更大。不但如此,氣溫的上升還直接影響著氧氣在水中的溶解,造成溶解氧偏低。
溶解氧是指溶解在水里的氧的量。生活中,我們用水中溶解氧的多少來衡量水體自凈能力。水里的溶解氧被消耗,要恢復到初始狀態(tài),所需時間短,說明該水體的自凈能力強。或者說水體污染不嚴重,否則說明水體污染嚴重。自凈能力弱,甚至失去自凈能力。除了水本身的自凈能力外,壓力與溫度也是影響溶解氧的重要因素。在壓力不變的情況下,溫度升高,水溶解氧氣的能力會急速下降。同樣在一個標準大氣壓下,20℃的一升水可溶解9毫克氧氣,而到了35℃,同樣一升水僅能溶解氧氣6.9毫克。
因此,當氣溫高于35℃。而水質又差、缺乏自凈能力時,我們總能看到成群結隊的魚紛紛浮出水面。它們不是調(diào)皮,也不是怕熱,而是太需要一口新鮮空氣了。魚或許真跟我們想象中的不太一樣,它們也有怕被“淹死”的時候。