在2.5 億多年前,地球經(jīng)歷了一次最引人注目的滅絕危機,大約9 0%的海洋生物和70%的陸地生物都滅絕了。到底是什么造成了如此之多的物種相繼死亡,長期以來一直都是學(xué)術(shù)界爭論的焦點。
現(xiàn)在,一項新的研究提供了重要線索??茖W(xué)家認為,空氣中二氧化碳含量的上升引起的海洋酸化,可能在古代生物滅絕事件中起到了至關(guān)重要的作用。當時絕大多數(shù)的海洋生物,都難以在酸性條件下生存。
海洋酸化這一術(shù)語是2003年才首次出現(xiàn)。海水自然是微堿性的,但隨著海洋不停地吸收空氣中過量的二氧化碳,海水逐漸變酸。2.5億年前,巨大的火山噴發(fā)把大量的甲烷和二氧化碳送進大氣;如今,人類活動釋放的二氧化碳有30%以上被海洋吸收,使表層海水的氫離子濃度在近200年間增加了30%。目前海洋每年吸收的二氧化碳都在80億噸左右,雖然對于減緩氣候變暖起到了重要的作用,但海洋也為此付出了代價——許多動物都因無法適應(yīng)新的環(huán)境而死亡。
加拿大的海洋物理學(xué)家阿爾瓦羅·蒙特內(nèi)哥羅指出:“雖然與許多其他正在發(fā)生的事情相比,海洋酸化發(fā)揮的作用很難量化,但是我們的研究結(jié)果清楚地表明,海洋酸化在古代生物滅絕事件中扮演著一個主要的角色,起了極大的作用?!?/p>
隨著未來幾十年里大氣中二氧化碳濃度的上升,海水的酸性會越來越強,科學(xué)家們擔心地球有可能再次經(jīng)歷一輪嚴重的滅絕事件,使得2 .5億多年前的歷史重演。
工業(yè)革命以來,大氣中的二氧化碳含量越來越高,海洋也變得更具有酸性,我們已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)某些海洋生物所受到的影響,例如蛤蚌、貽貝等動物的貝殼都是以鈣元素為主,很容易被酸性海水所影響。根據(jù)最新的研究,科學(xué)家在珊瑚、棘皮動物、甲殼動物身上都有被酸化過的跡象,例如甲殼動物的外殼變軟,而且富有彈性。根據(jù)研究人員的預(yù)測,在2030-2050年,一種生活在高緯度地區(qū)、模樣與蝸牛類似的動物會成為海洋酸化的受害者。這種軟體生物是許多魚和鳥類的重要食物來源,例如人們喜愛的三文魚。如果它們的數(shù)量減少或是在一些海域消失,那么對于捕撈三文魚的行業(yè)將造成影響。
此外,海洋酸化還會導(dǎo)致珊瑚大量死亡。由于珊瑚固定生活在一個地方,缺乏有效的應(yīng)變機制,因此很容易因鈣化而死亡。此前,澳大利亞昆士蘭大學(xué)的科學(xué)家曾進行過研究,如果按照目前的海洋酸化速度,到2050年,作為世界上最大最長的珊瑚礁群、世界自然遺產(chǎn)之一的大堡礁便會死去。
海洋酸化不僅會影響到海洋里的生態(tài)環(huán)境,還會加劇全球變暖。研究表明,海洋酸化會導(dǎo)致某些海洋生物減少硫化物的釋放,而這些硫化物能夠促進云團的形成,從而給全球降溫。
大氣中的硫幾乎全部來源于海洋,它們可謂減緩全球變暖的一個“狙擊手”。海洋中的浮游生物 —— 一種漂浮在陽光照射的水面上的光合微生物,能產(chǎn)生一種名為二甲基硫的化合物。它們進入了大氣能通過反應(yīng)產(chǎn)生硫酸,而后者能夠成團形成氣溶膠或微小的大氣塵埃。氣溶膠為云團形成的必要條件,而云團又能夠通過反射陽光幫地球降溫。
根據(jù)研究數(shù)據(jù),地球是具有自我調(diào)節(jié)機制的:全球氣溫變暖增加了浮游生物的數(shù)量,而它們釋放的硫化物也會相應(yīng)地增加,從而使地球溫度趨于平衡。
然而最近由于更多的二氧化碳進入大氣,海洋酸化明顯。實驗人員通過研究封閉環(huán)境下的浮游生物,發(fā)現(xiàn)酸化的海水導(dǎo)致它們的活躍性降低,排放的硫化物也大大減少。如果這是一個全球性的現(xiàn)象,那么因海洋酸化導(dǎo)致的硫化物排放下降將對氣候產(chǎn)生巨大影響——加劇全球變暖。
不過,英國普利茅斯海洋實驗室的海洋生物學(xué)家湯姆·貝爾對這一研究持懷疑態(tài)度。他認為封閉環(huán)境下的研究存在一定的局限性,缺乏熱帶以及亞熱帶區(qū)域的生物群落試驗,因此實驗所得的數(shù)據(jù)并不一定適用于全球。
無論如何,所有科學(xué)家都贊同海洋酸化將對海洋生物和氣候造成的巨大影響。湯姆·貝爾也承認說:“海洋吸收的二氧化碳依然對氣候具有重要影響?!?/p>