海洋酸化

2003年，“海洋酸化”這個術語第一次出現在英國著名科學雜志《自然》上。到2005年，災難突發事件專家詹姆斯·內休斯為人們進一步勾勒出了“海洋酸化”潛在的威脅。他的研究發現，距今5500萬年前，海洋里曾經出現過一次生物滅絕事件，罪魁禍首就是溶解到海水中的二氧化碳，估計總量達到45000億噸，此后海洋至少花了10萬年時間才恢復正常得以度過難關。

事實上，直到50年前，人們還天真地認為，廣闊的海洋和茂密的陸地綠色植物會“仁慈”地將二氧化碳全部吸收。

1956年，美國地球化學家洛根·羅維爾開始著手研究大工業時期制造的二氧化碳在未來50年中將產生怎樣的氣候效應。洛根和他的合作伙伴在遠離二氧化碳排放點的偏遠地區設立了兩個監測站。一個在南極，那里遠離塵囂，沒有工業活動，而且一片荒蕪，幾乎沒有植被生長；另一個在夏威夷的莫納羅亞山頂。50年來，他們的工作幾乎從未間斷。

洛根通過監測發現，每年的二氧化碳濃度都高于前一年，而且二氧化碳的濃度變化與北半球植物的生長季節的更替是同步的。這一觀測結果讓科學界很快認識到，洛根的擔憂是正確的：被釋放到大氣中的二氧化碳不會全部被植物和海洋吸收，有相當部分殘留在大氣中。洛根還通過計算發現：被海洋吸收的二氧化碳數量非常巨大。

洛根長達50年的監測數據彌足珍貴，但要想在歷史背景上評估當前海洋的二氧化碳情況，50年還太短。科學家找到了另一種捕捉二氧化碳蛛絲馬跡的辦法：冰芯氣泡。由于水在凍結過程中不可避免地會殘留一些空氣，只要檢測出冰芯中殘留空氣所含二氧化碳的濃度，再確定冰芯形成的年代，就能大致知道在特定時期空氣中二氧化碳的含量。結果證實，在最近的數千年間，空氣中二氧化碳的濃度一直都保持著相對穩定的狀態，但到19世紀工業革命時期，由于化石燃料如煤、石油、天然氣等的大量使用，這種穩定狀態突然被打破，二氧化碳的濃度急劇增加，比幾百年前大約高出了30％。

過去人們認為，平均深達4000米、占地球總面積70％的海洋能夠包容一切變化，依靠海洋的自我凈化能力，即使二氧化碳濃度再高也不會產生什么影響。情況是否真的如此呢? 讓我們先來看看一根粉筆被丟進一瓶酸性溶液里的情形：粉筆慢慢溶解，溶液酸性漸漸減弱。我們知道，粉筆的主要成分是碳酸鈣，它與酸相遇時中和了溶液的酸性。其實，這樣的化學反應同樣發生在海洋中：由于侵蝕等作用，陸地巖石和海底巖石中的碳酸鈣部分溶解到海水中，并與大氣二氧化碳溶解于海水中形成的碳酸產生中和反應，從而降低海洋的酸性。千百萬年來，海洋的這種自我凈化能力維持著海洋的酸堿平衡。

的確，自工業革命以來，由化石燃料產生的二氧化碳大約有1/3～1/2被海洋所吸收，而且海洋的這種吸收還將持續50年甚至更長時間，但是，海洋的自我進化過程十分緩慢，僅僅依靠這種緩慢的凈化功能，要凈化掉自工業革命以來被海水所吸收的二氧化碳，需要數十萬年的時間。

根據最近的研究，在過去150年中，過量的二氧化碳溶解人海水，導致了海洋的pH平均值從8.2下降到7.9。可見，海水的確正在變酸。