美丽珊瑚礁，在人祸中变成追忆

日前，一支由美国、英国、西班牙、德国和荷兰21名研究人员组成的国际科学家团队在最新一期《科学》杂志上发表报告称，受人类排放温室气体的影响，地球正经历过去3亿年来速度最快的海洋酸化进程，超过历史上4次地球生物大规模灭绝时期，众多海洋生物因此面临生存威胁。

研究人员推断，先前海洋酸化主要因素是“天灾”，如今则是“人祸”。

武尔卡诺——海洋酸化的自然样本

意大利西西里岛外的海洋中，有一座名为武尔卡诺的火山岛，其名源自罗马神话中火神的名字“武尔坎”。自那以后，火神把所有的火山都命名为“武尔卡

诺”。从西西里出发驶往武尔卡诺岛，一股臭鸡蛋味越来越浓烈，那就是从火山口不断喷出的饱含二氧化碳的热气。岛屿的海滩由厚厚的黑色火山灰铺就。武尔卡诺火山的喷发是人类历史上第一次对火山活动的记录。

科学家对武尔卡诺火山岛的研究如今更有现实意义。他们关心的已经不是岛上有几千年历史的岩石，而是岛上每天喷出的多达10吨的无形的二氧化碳气体。因为科学家发现，越来越多的证据表明，二氧化碳使得岛屿周围的海水严重酸化，其后果是海洋生物的生存环境急剧恶化，已有数十种海洋生物因此而绝种。

英国普利茅斯大学海洋生物学家詹森·霍尔-斯宾塞长期在这里从事研究工作。他仔细测量海水成分，跟踪记录鱼类族群变化、珊瑚以及软体动物的生长及消亡情况。在岛上，他看到附着类甲壳动物的残片聚集在一起，沿着被海浪侵蚀的岛岸形成一条发白的带子。霍尔说，附着类甲壳动物的生命力很强，但在海水酸化最为严重的地区，连它们也没能幸免。

在酸性水中生活的贝类，它们的贝壳已经薄得透明。在海底火山口附近，海胆也毫无踪迹。除了水母，海草和藻类，海底火山口附近找不到什么其他生物。霍尔-斯宾塞估计这里的海水酸度与2100年左右全球海洋酸度相近。“通常在酸化的海水中人们只能找到几种像野草一样能适应剧烈环境变化的生物。这就是二氧化碳含量提高后海洋的面貌。”

人类活动——加速海洋酸化进程

研究人员推测，在人类出现之前的海洋酸化现象大多缘于火山活动或小行星撞击，致使大气中碳浓度大幅升高。而现在，主要酸化因素是工业排放。

联合国政府间气候变化问题研究小组预测，本世纪地球气温可能上升1．8摄氏度至4摄氏度。美国哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地质观测站古海洋学家巴贝尔·霍尼施说，“我们很清楚，在史前发生的海洋酸化事件中，生物没有灭绝，原因是生物进化，新生物代替灭绝生物。然而，如果工业碳排放按现有速度继续下去，我们有可能失去珊瑚、牡蛎和鲑鱼这些与人类生活密切相关的海洋生物。”

美国国家海洋和大气管理局海洋生物学家理查德·菲利说：“这些研究让我们了解史前海洋酸化事件的进程。这些事件并非突然发生。今后数十年间，我们所作的决定可能对地质年表产生重大影响。”

从工业革命开始，人类开始使用煤、石油和天然气等化石燃料，还砍伐了大量森林，至今已经排出超过5000亿吨的二氧化碳。如今大气中的二氧化碳含量超过之前80万年中任何时期的含量。二氧化碳排放的增加大大影响了海洋的酸化程度。海洋与大气在不断进行着气体交换，排放到大气中的任何一种成分最终都会溶于海洋。受海风的影响大气成分最先溶入海洋表层，在此后的数个世纪中，这些成分就会扩散到海底的各个角落。

上世纪90年代一个国际研究小组花费了15年时间，完成了一项采集和分析超过7．7万份采自世界不同地区不同深度海水样本的项目。研究结果显示，在过去两个世纪中海洋吸收了人类排放的二氧化碳中的30%，目前海洋以每小时约一百万吨的速度吸收二氧化碳。

美国全国研究委员会2009年曾报告称，海洋吸收了人类排放的近三分之一的二氧化碳。工业革命以来，全球海水的平均pH值已由最初的8．2下降为8．1，如果不能遏制这一趋势，到本世纪末，海水的pH值将进一步下降0．2到0．3。

海洋酸化——生物链环环断裂

海洋酸化的影响是多方面的。通过改变海洋微生物的比例，海洋酸化可能会改变海水中如铁、氮等主要营养成分的比例。同样，可能导致阳光更容易穿透海洋表层到达更深处。由于海水的基本化学成分改变，海洋吸收低周波声音的能力会下降达40%，这会导致部分海域噪音更多。最终，酸化还会妨碍一些物种的繁衍生息。

海水酸度增加可致死珊瑚，而珊瑚是许多海洋动植物的栖息地。另外，酸性增加影响贝类和虾类外壳形成。在极暖时期，多种珊瑚和单细胞海洋生物灭绝，食物链中多种植物或动物继而消失。

研究人员认定，历史上4次生物大规模灭绝时期伴随碳增加、气温升高和海水变酸，而现阶段的海洋酸化情况可能比史前时期更严重。

报告的作者、英国布里斯托尔大学学者安迪·里吉威尔说：“地质记录显示，至少3亿年以来，现有海洋酸化过程的速度可能最快，海洋生态系统变化可能正进入未知领域。”

研究人员首先担心的是热带珊瑚礁大规模消失。同时由于二氧化碳更容易溶于低温水，南北极附近可能更先看到海水酸化的影响。科学家们已经在小蜗牛等动物身上发现了显著变化，实验证明在酸化的海水中小蜗牛生长十分缓慢，而它们却是南北极海水中的鱼类、鲸类以及海鸟的主要食物。

海洋生物是否能够适应渐渐酸化的海水？科学家的研究结果并不乐观。武尔卡诺岛火山持续不断地向海水中排放二氧化碳至少已有一千多年，但在火山口附近pH值为7．8的水域中，生物种类比火山口以外的地区减少了三分之一。科学家预测本世纪末全球海洋的酸度都

将达到这一数值。詹森·霍尔-斯宾塞说，“这里的海洋生物代代生长在这里，它们有足够的时间进化，然而如今它们却消失了。保持酸碱度对生命体至关重要，人类自身能够不断对血液的酸碱度进行调节。但一些低等生物并没有这个能力，它们只能忍受外界环境，当环境变化超出忍耐极限时它们只能走向死亡。”

比如，珊瑚礁的生存环境已经差不多恶化到了极限。不断上升的海水温度使珊瑚成片成片地白化死亡。人类过度捕捞极大减少了能够控制海藻过度生长进而保持珊瑚礁健康的食草鱼类的数量。农业化肥污染加速了海藻的繁殖，使珊瑚礁的生态环境变得一团糟。

海洋酸化对珊瑚礁来说更为致命。海洋酸化会溶解珊瑚礁的根基——上万年以前开始慢慢累积的成千上万的珊瑚骨骼。珊瑚虫在制造碳酸钙质的外骨骼时需要钙离子和碳酸盐离子，在海水酸化过程中碳酸盐离子不断被消耗，导致珊瑚虫获取碳酸盐离子越来越困难。

从1977年到2001年，加勒比海的珊瑚面积覆盖减少了80%之多。在海洋中珊瑚礁是很多海洋生物的食物来源。珊瑚礁毁灭了，生活在城堡中的海洋居民也将因失去食物来源而饿死。

联合国教科文组织下属政府间海洋学委员会的专家认为，由于吸收了过多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化，这一现象已经威胁到了海洋生态系统和几千万人的生计。

摘自2012年3月11日《文汇报》