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如果海洋酸化得不到控制,可能到本世纪末珊瑚就会从海洋消失!

作者:宇宙小百科

珊瑚

如果海洋酸化得不到控制,可能到本世纪末珊瑚就会从海洋消失!

表面上是一种植物,实际上是一种动物,而海葵是有亲缘关系的。

如果海洋酸化得不到控制,可能到本世纪末珊瑚就会从海洋消失!

它们过滤,以水中的浮游生物为食,分泌碳酸钙骨骼,随着时间的推移积累形成珊瑚礁,这是海洋中生物多样性最丰富的生态系统。世界上最大的生物识别结构,澳大利亚东海岸的大堡礁,是珊瑚代代相传的结果。在许多热带温暖水域中,有五颜六色的浅水珊瑚(它们如此辉煌的主要原因是生活在珊瑚细胞内的共生藻类的作用),而在海洋深处有许多鲜为人知的冷水珊瑚。在欧亚大陆的西侧,从挪威到非洲海岸的漫长海岸之下,有一条4,500公里长的冷水珊瑚带,大约是澳大利亚大堡礁长度的2.5倍。在黑暗的海水下,茂密的珊瑚令人叹为观止,它们也是许多海洋鱼类的家园,其生物多样性可与热带珊瑚相媲美。科学家在一个冷水珊瑚上发现了130多种海洋生物。由于冷水珊瑚一般生长在海面以下100至1000米的黑暗、冰冷的深水中,就连科学家在十多年前才证实它们的存在。人们对他们知之甚少。

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那么海洋酸化对珊瑚有什么影响呢?根据化学原理,二氧化碳溶解在水中,与水结合产生碳酸,一部分碳酸以其原始形式保留在水中,大量被分离成酸性氢离子和碳酸氢根离子,化学家经常用熟悉的pH值离子来量化氢离子: pH值降低1个单位,相当于氢离子浓度的10倍,水酸度更强;pH值为7的纯水。原始海水的pH值为8~8.3,这意味着在自然条件下,海水呈微碱性。

海洋中有两种富含钙的岩石:

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文石

文石和方石,

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方解石

海洋中的碳酸钙被这两块岩石溶解。海洋中的动物浮游生物(翅足)和珊瑚通常使用燧石中的碳酸钙来形成身体的支撑结构,这是非常坚硬的,而植物性浮游生物(鹅卵石藻类)和穿孔昆虫则使用碳酸钙中的碳酸钙构成身体支撑结构。由于石材的溶解度优于方解石,翅足和珊瑚可能更早受到海洋酸化的影响。例如,珊瑚,当海洋酸化时,碳酸盐离子减少,形成珊瑚骨骼的物质减少,珊瑚生长减慢,当海水中碳酸钙的浓度低于饱和点时,珊瑚形成的骨骼溶解以补偿碳酸钙的缺乏。

研究表明,变暖的水域可以鼓励热带珊瑚生长得更快,抵消酸化引起的缓慢生长,但深入研究证明这种观点是不正确的,因为珊瑚对温度变化非常敏感,即使温度变化很小 - 即使它们只比多年平均水平高出1°C, 珊瑚被迫在相对较短的时间内采取"驱逐行动",以赶走在体内觅食的共生藻类。这些共生藻类颜色鲜艳,它们的缺失意味着珊瑚将在很短的时间内变白,繁殖和钙骨的产生将受到阻碍,甚至被杀死,这就是所谓的"珊瑚白化事件"。现在热带珊瑚的白化非常严重。

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由海洋酸化引起的珊瑚溶解被认为至少发生在本世纪,但新的研究表明,珊瑚可能在短短几十年内变得罕见,海水变暖和碳酸盐浓度降低的双重影响;

对于冷水珊瑚来说,因为它们大多生长在碳酸钙不饱和的北太平洋和北大西洋深处,海洋酸化将导致它们比热带珊瑚更快地发生危机。

除珊瑚外,动物园计划也受到影响。我们知道,游牧植物的壳主要由碳酸钙组成,当碳酸钙因为海洋酸化,浮游生物壳的生长就会受到影响,在严重的情况下,甚至会出现可怕的壳体溶液。这是一个非常严重的问题,因为动物飞机在海洋生态系统链中起着重要作用,许多海洋鱼类,如鳕鱼,鲑鱼和鲸鱼,以它们为食,因此以动物园和珊瑚为食或生活在栖息地的海洋鱼类受到海洋酸化的影响。

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现在,科学家们最想知道的是海洋生物在多大程度上可以适应海洋酸化。根据一项新的研究,一些珊瑚已经开始调整它们的生存策略 - 用方解石而不是燧石建造自己的骨头。然而,研究人员发现,珊瑚被迫采取这种放弃策略,以应对海水中镁浓度的下降,而不是高水平的二氧化碳。此外,用方解石形成骨骼的珊瑚生长非常缓慢。

2016年,在春季爆发期间,著名海洋生物学家罗伊·伯森(Roy Burson)的一项研究表明,当二氧化碳浓度分别设置为1倍、2倍和3倍时,单细胞藻类无法在五周内产生细壳。这种单细胞海藻是海洋的第一个生产者,通常这种微小的生物体只需要很少的能量来形成壳。因此,海洋酸化对海洋生物的影响不容低估。那么,面对这种情况,人类的反应是什么呢?

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