海洋系統(tǒng)面臨崩潰
本周，日本向大海排放核污染水的消息震驚了世界！近幾年，在好萊塢以及日本、韓國拍攝的災(zāi)難科幻片中，都設(shè)想過受污染海洋“孵化”出基因突變水生物種攻擊人類城市的恐怖情景。這一天真的會到來嗎？其實(shí)，即便沒有基因突變生物的出現(xiàn)，藍(lán)色的大海也正在“窒息”。而造成這種“窒息”的罪魁禍?zhǔn)?，依然是人類自己?/p>
人類排放到空氣中的二氧化碳，有30%被海洋吸收，大海里的居民因此遭了殃。二氧化碳滲入海水導(dǎo)致其酸化，改變海水化學(xué)成分，降低其吸音效果，干擾海底物種的繁殖，甚至導(dǎo)致物種異變。這種變化一旦發(fā)生，就幾乎無法逆轉(zhuǎn)即便從今天起徹底停止二氧化碳排放，也要經(jīng)過數(shù)萬年時間，海水才能重歸純凈。然而100年后，那些牡蠣、蚌類和珊瑚，還能生存下去么？
日漸消失的甲殼類生物
意大利伊特魯里亞海域的一個火山島卡斯特洛阿拉貢內(nèi)斯，是一座非常微型島，筆直地聳立在海面，就像一座塔。在該島參觀的游客，去看的是中世紀(jì)生活的場景。而造訪的科學(xué)家，看的卻是未來可能的生活場景。
卡斯特洛阿拉貢內(nèi)斯附近的海域展示的是2050年以后的海洋情況。海底的火山口噴出的二氧化碳泡泡翻滾出，溶解在海水中，形成碳酸物。碳酸屬于弱酸，人們在引用碳酸飲料時常會接觸到。但如果量過大，會導(dǎo)致海水酸化。“如果二氧化碳非常高，幾乎沒有什么東西可抵抗得了。”英國普利茅斯大學(xué)的海洋生物學(xué)家詹森·霍爾-斯賓塞解釋道?？ㄋ固芈灏⒗晝?nèi)斯用一種自然的方式詮釋著一種非自然的過程：該地海水的酸化過程在全球各處海域慢慢上演，排氣管和煙囪排出的二氧化碳越來越多，都被海水吸收了。
在過去的8年里，詹森一直在研究卡斯特洛阿拉貢內(nèi)斯附近的海域，仔細(xì)地計(jì)算著海水中各物質(zhì)含量，跟蹤魚類、珊瑚和軟體動物的生存情況。詹森和意大利安東·多恩動物站的科學(xué)家瑪利亞·克里斯丁一起下海，查看酸化情況。在被海水拍打的巖壁上，一叢叢的甲殼類生物背部條紋已有所變白。“甲殼類動物過得很艱難。”詹森觀察到。在濃度更重的水域，已看不到甲殼類生物。
潛入水中，瑪利亞帶了一把刀。她從海底石頭上撬下一些帽貝。為尋找食物，它們不得不在對它們而言過酸的水中游蕩。它們的殼已變得非常薄，幾乎透明。二氧化碳水泡從海底一串串的冒出。前行。海床上的海草隨波搖擺，顏色很鮮艷；在海草葉片上的有機(jī)物，幾乎看不到了。在噴出二氧化碳的火山孔附近，也看不到海膽，因?yàn)樗鼈冞B溫和的酸性水都無法適應(yīng)。透明的水母從身邊游過，“小心點(diǎn)兒，它們叮人。”詹森警告道。
在火山孔較密集的地區(qū)，水母、海草和海藻都少見。即使是在100碼以外，一些生物也無法生存。這里的海洋狀況，讓人預(yù)計(jì)到2100年，地球所有海洋酸化的程度。“通常，在被污染的海港，你只能找到少量類似海草的生物，它們能適應(yīng)較大浮動的環(huán)境。二氧化碳的含量若上升，情況大致一樣。”詹森說道。
邪惡的人類污染“雙生子”
自工業(yè)革命開始，人類燃燒了大量的化石燃料媒、石油、天然氣，砍伐了大量的森林，釋放出了超過5000億噸二氧化碳。眾所周知，大氣層中的二氧化碳濃度比80萬年的高出許多倍。
但人類較少的關(guān)注，釋放出的二氧化碳對海洋的改變。空氣與水不斷的交換著氣體，因此，部分排放到大氣中的二氧化碳，最終到了海中。風(fēng)能將二氧化碳迅速溶入幾百英尺的海水中，再經(jīng)過幾個世紀(jì)的水流、氣流，二氧化碳到達(dá)海的深處。20世紀(jì)90年代，一組來自各國的科學(xué)家進(jìn)行了一項(xiàng)大研究項(xiàng)目，采集并分析來自世界不同地區(qū)，不同深度的77000份海水樣本。這項(xiàng)工作耗時15年。結(jié)果顯示，在過去的200年里，海洋吸收了人類釋放出的30%二氧化碳。海水以每小時約100噸的速度繼續(xù)吸收著。
對陸地上的生物來說，這一過程大有裨益。海洋每吸收一噸二氧化碳，就意味著全球變暖的因素少了一噸。但對海洋生物來說，情景不容樂觀。美國國家海洋和大氣管理局領(lǐng)導(dǎo)簡·魯博切科是一位海洋生物學(xué)家，她認(rèn)為海洋酸化和全球變暖是“同等邪惡的雙生子”。
PH值是利用測量氫離子的濃度衡量酸堿性，數(shù)值可從0到14。數(shù)值越小酸性越強(qiáng)。海水的應(yīng)有輕微的堿性，海平面的PH值約為8.2。目前，過量的二氧化碳釋放已導(dǎo)致PH值下降0.1。和地震的里氏震級一樣，PH值是呈現(xiàn)對數(shù)變化的。因此，小小的變化意味著巨大的影響。PH值下降0.1表示，水較之以前增加了30%的酸性。按照目前的變化趨勢，到2011年，海平面的PH值可能降到7.8。到那時，海水的酸性是1800年的150%。
已經(jīng)發(fā)生的酸化現(xiàn)狀改變的可能性微乎其微。盡管從理論上來說，可以向海水中加入化學(xué)物質(zhì)，中和過量的二氧化碳，但在實(shí)際操作中，劑量的把握很難。舉個例子，至少需要2噸石灰石才能抵消掉一噸的二氧化碳，而目前每年全球釋放的二氧化碳為300億噸。同時，自然凈化也能調(diào)整部分酸性例如對陸地上巖石的風(fēng)化作用但這一過程太漫長了，在人類的時間比例中幾乎沒有變化。即使停止現(xiàn)在的二氧化碳釋放量，也需要好幾萬年的時間的海中化學(xué)反應(yīng)，才能回到前工業(yè)時代的美好。
海洋酸化的可怕后果
海洋酸化有太多的影響了。酸性有助于一些海洋微生物的生長，有可能改變某些重要營養(yǎng)物，如鐵和氮的有效性。同理，酸化的海水會讓更多的陽光穿透海平面。酸改變了海水中最基本的化學(xué)物質(zhì)，因此可能會減少海水的吸收和緩和低頻率聲波的能力。這一能力可能會降低40%，可能在未來的部分海域會喧鬧很多。最后一點(diǎn)，變酸的海水會干擾部分生物的繁殖，助長另一部分生物的生長鈣化，即是將殼和骨骼碳酸鈣化。這些影響都有理可循，但是否會有更重要的長期影響，還不得而知。
2008年，150名知名研究人員發(fā)表了一份聯(lián)合聲明，表示他們“對現(xiàn)在海洋化學(xué)迅速的改變深深的擔(dān)憂”，可能在幾十年內(nèi)“嚴(yán)重影響海洋有機(jī)物、食物鏈、生物多樣性和漁業(yè)。”暖水海洋珊瑚礁最讓人擔(dān)心。但因?yàn)槎趸几兹菀桌渌?，所以事?shí)上影響會始于極地?？茖W(xué)家已經(jīng)記錄下變酸的海水對翼足目動物的重要影響。翼足目生物是海中的蝸牛，是南北極魚、鯨和鳥類的重要食物。研究表明，翼足目的殼在酸性海水中生長的速度明顯減慢。
有機(jī)物能否適應(yīng)新的海洋化學(xué)環(huán)境？卡斯特洛阿拉貢內(nèi)島的情況并不樂觀。詹森認(rèn)為，1000多年來，海底的火山孔不停釋放二氧化碳?，F(xiàn)在火山孔附近海水的PH值為7.8正好是本世紀(jì)末全世界海水可能的酸度，相比火山系統(tǒng)以外的生物，已少了約1/3。這些消失了的生物“一代又一代生存在這里”，詹森說道：“但現(xiàn)在已經(jīng)不在了。因?yàn)檫@太重要了，人類花費(fèi)很多精力保證體內(nèi)的PH值穩(wěn)定不變。但對這些低等生物來說，它們并沒有這樣的生理構(gòu)造。它們只能被動的忍受外界發(fā)生的一切?，F(xiàn)在已經(jīng)超越它們的極限了。”
澳大利亞海岸50英里外的一棵樹島，距離卡斯特洛阿拉貢內(nèi)島有大半個地球，也面臨著相同的情況。一棵樹島其實(shí)有幾百棵樹，是大堡礁的一部分。大堡礁由珊瑚組成，珊瑚大小從珠子到籃球不等，在4000年前，因受到特殊的外力影響形成。直到今天，該島幾乎沒有任何可被稱為“臟”的物質(zhì)。
20世紀(jì)60年代，科學(xué)家首次造訪該島便發(fā)出了這樣的疑問：“海底的礁石會怎樣生長？”今天，問題變得越發(fā)緊迫。“似乎海洋中25%的生物，生命中至少有一段時間是在珊瑚礁系統(tǒng)中度過的，”卡內(nèi)基研究所的海洋酸化專家肯·卡爾德利亞說道：“珊瑚建立了生態(tài)系統(tǒng)，很明顯，如果它們走了，整個生態(tài)系統(tǒng)也將消失。”
現(xiàn)在，我們?nèi)杂袡C(jī)會改變海洋過度酸化的現(xiàn)狀。但唯一的辦法，或者說是目前人類所能做的，是大量的減少二氧化碳的排放量。目前，珊瑚和翼足目動物正與世紀(jì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做抵抗，這不是一場公平的戰(zhàn)爭。
