[導(dǎo)讀]研究結(jié)果提供了現(xiàn)在的趨勢(shì)圖以及潛在的后果，研究人員發(fā)現(xiàn)如果繼續(xù)下去的，目前海洋的酸化速度會(huì)把我們推向一個(gè)3億年來(lái)都無(wú)先例的地步。
騰訊科技訊（過(guò)客/編譯）有人喜歡指向氣候變化時(shí)的循環(huán)，把降溫之前的升溫作為簡(jiǎn)單的事情丟棄掉。從這種角度看來(lái)，對(duì)氣候變化的擔(dān)憂有點(diǎn)類似于單純的擔(dān)心一半的學(xué)校教育低于平均水平。這就是為什么我們需要環(huán)境。我們需要了解這種明顯的變化是更像一次世界首映還是一次相似的循環(huán)。
海洋酸化示意圖
據(jù)《科學(xué)雜志》一份最新的文章，研究人員檢測(cè)了環(huán)境與海洋酸化相關(guān)的地質(zhì)記錄，大氣中增長(zhǎng)的二氧化碳濃度導(dǎo)致PH值下降。研究小組（來(lái)自不同大學(xué)的21位科學(xué)家組成）評(píng)估了來(lái)自過(guò)去已知的或者有疑問(wèn)的海洋酸化間隔的證據(jù)。研究結(jié)果提供了現(xiàn)在的趨勢(shì)圖以及潛在的后果。他們發(fā)現(xiàn)如果繼續(xù)下去的，目前海洋的酸化速度會(huì)把我們推向一個(gè)3億年來(lái)都無(wú)先例的地步。
酸性物質(zhì)有幾種方法在巖石中留下它們的足跡。碳同位素成分隨著碳循環(huán)轉(zhuǎn)移發(fā)生改變，例如像大氣中的甲烷和二氧化碳這些溫室氣體的活動(dòng)。存在于海洋貝殼中的硼同位素追隨海水的PH值。海洋貝殼中其它微量元素（例如鈾和鋅）和鈣的比例表明了碳酸鹽離子的可用性。（海洋酸化不僅僅是在于PH值，而且碳酸鹽飽和度的減少為貝殼鈣化它們的外殼增加了困難。）除了這些之外，化石也記載了地球早期災(zāi)難事件中海洋物種的滅絕和形態(tài)變化。
這篇報(bào)道談到了過(guò)去3億年的時(shí)間，那不僅僅是個(gè)約整數(shù)，也是我們能想到的最早日期。原因是地球的板塊構(gòu)造學(xué)驅(qū)使海洋版塊退回到俯沖帶的地幔中，所有沒(méi)有海洋地殼或者沉積物具有超過(guò)1.8億年的歷史。你得依賴于移動(dòng)到大陸板塊的海洋巖石所提供的有限信息回顧更遠(yuǎn)的歷史。那就使建立一個(gè)全球景觀變得更加困難，因?yàn)橐恍┑貐^(qū)變得無(wú)法描述。而且隨著這些記錄向過(guò)去追溯的越來(lái)越遠(yuǎn)，歷史時(shí)期和鈣化生理學(xué)的不確定性降低了這些分析結(jié)果的可靠性。在3億年前，某些測(cè)量的未知事物實(shí)在太多。
研究人員們調(diào)查的第一個(gè)時(shí)期是始于1.8萬(wàn)年以前末次冰期的末期。在經(jīng)過(guò)了大約6000年的時(shí)間后，大氣中的二氧化碳水平增加了30%，大約是77ppm的的變化。（僅供參考：大氣中的二氧化碳的增長(zhǎng)與過(guò)去50年的增加量相當(dāng)）經(jīng)過(guò)6000年的時(shí)間，海洋表面PH值降低了大約0.1個(gè)單位，平均到每個(gè)世紀(jì)大約是0.002單位，而我們目前的速度是每世紀(jì)超過(guò)0.1單位。
最后的冰川時(shí)代并未引發(fā)大量的滅亡，但是卻引發(fā)了一些物種的變化。有孔蟲(chóng)類浮游生物的外殼減少了40%-50%，而球菌藻的下跌了25%。在大約300萬(wàn)年前的上新世暖期，大氣中的二氧化碳含量大約和今天的一樣，但是PH值只比工業(yè)化前狀況低0.06-0.11個(gè)單位。這是因?yàn)檫@個(gè)事件持續(xù)了大約32萬(wàn)年左右。所以我們從化石記錄看到的是地球升溫導(dǎo)致的物種遷移，而不是鈣化所導(dǎo)致的副作用。這是因?yàn)楹Ｑ笏峄旧先Q于大氣中二氧化碳含量的增加速度，不是絕對(duì)濃度。
接下來(lái)，研究人員把注意力轉(zhuǎn)向了古新世到始新世的氣候最暖期（或者PETM），這段時(shí)期發(fā)生在5600萬(wàn)年前。由于突然向大氣中釋放碳物質(zhì)（然而卻不如今天的排放突然），在2萬(wàn)年時(shí)間內(nèi)全球溫度增加了大約6攝氏度。PETM時(shí)期發(fā)生了7500萬(wàn)年來(lái)深海有孔蟲(chóng)類的最大滅亡，而且是近3億年來(lái)的四大最嚴(yán)重珊瑚礁災(zāi)難之一。
我們沒(méi)有這個(gè)時(shí)期的PH值完整記錄，因此無(wú)法講述多少滅絕是由海洋酸化導(dǎo)致的，與此相反的是海水升溫導(dǎo)致的溫度變化或者是水溶氧的減少。研究小組同樣調(diào)查了中生代的幾次大滅絕，中生代是恐龍的存活時(shí)期。三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)的更替期就包括了大氣中二氧化碳的在相當(dāng)短的時(shí)期內(nèi)大量增加（增加了1300-2400ppm），或許只有短短2萬(wàn)年。
作者寫(xiě)道：“推測(cè)這一時(shí)期發(fā)生了一場(chǎng)鈣化危機(jī)，礁石和石珊瑚經(jīng)歷了幾乎全部的倒塌。”然而尚不清楚的是這場(chǎng)災(zāi)難有多少責(zé)任歸咎于酸化而不是升溫。我們最終研究了大滅絕。二疊紀(jì)到三疊紀(jì)時(shí)期的大滅亡（大約2.52億年前）造成大約96%的海洋生物滅亡。但是二氧化碳釋放到大氣中的速度比現(xiàn)在的排放速度低10-100倍。
最后研究人員們推斷，古新世到始新世的氣候最暖期、三疊紀(jì)侏羅紀(jì)的更替期、二疊紀(jì)三疊紀(jì)更替期與今天是最相似的，至少就酸化而言是這樣的。由于后兩者海洋化學(xué)數(shù)據(jù)的缺乏，古新世到始新世的氣候最暖期對(duì)我們對(duì)比現(xiàn)在情況是最佳選擇。但仍不完美的是二氧化碳的增長(zhǎng)速度比今天要低。
或許更為重要的是事實(shí)上海洋化學(xué)過(guò)程的敏感度隨后降低了。由于海洋中脊附近火山活動(dòng)的差異，海水中的鎂和鈣的比例隨著時(shí)間發(fā)生變化。當(dāng)鎂含量高的時(shí)候（就像今天一樣），一種被稱為霰石的碳酸鈣變得非常顯著。霰石比方解石可溶性更高，因此霰石海洋更容易受到酸化的影響。盡管古新世到始新世的氣候最暖期不是以霰石海為特征，但對(duì)于許多海洋生物是一段動(dòng)蕩的時(shí)期。
在作者們頻繁的指出區(qū)分海洋酸化和氣候變化副作用困境的時(shí)候，他們爭(zhēng)論說(shuō)這事實(shí)上是一個(gè)學(xué)術(shù)運(yùn)動(dòng)。酸化、溫度變化和溶解氧的變化史無(wú)前例的聚合到一起，那種組合造成了無(wú)法預(yù)知的情況。作者推斷：“現(xiàn)在的二氧化碳釋放速度顯露出推動(dòng)組合的能力，而且海洋化學(xué)的重大變化可能至少是過(guò)去3億年地球歷史上史無(wú)前例的，提高的可能性讓我們進(jìn)入了一種未知的海洋生態(tài)系統(tǒng)變化領(lǐng)域。”
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