二氧化碳和海洋酸化:原因、影响和解决方案

2019年1月30日出版 2019年2月6日更新

半透明的翼足类贝壳.
NOAA环境可视化实验室
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碳污染正在改变海洋的化学成分,减缓其吸收二氧化碳的能力2使海水变得更酸,并伤害我们赖以生存的贝类和其他海洋生物.

海洋吸收了全球约29%的二氧化碳2 前工业时代结束以来的排放量. 在过去的十年里(从2008年到2017年),我们向大气中倾倒了大约 每年排放400亿吨的温室气体 燃烧化石燃料和土地利用变化——或者相当于2.52亿头蓝鲸.

什么是海洋酸化?

当二氧化碳进入海洋时,它会溶解在盐水中. 首先,它形成碳酸. 然后, 这种碳酸分解——或“解离”——产生碳酸氢盐离子和氢离子. 海洋酸化是由于氢离子浓度的增加和碳酸盐离子的减少造成的,这是由于吸收了更多的CO2. 蛤, 贻贝, 螃蟹, 珊瑚, 其他海洋生物依靠碳酸盐离子来生长它们的外壳并茁壮成长.

 

酸度是溶液中氢离子浓度的量度(以pH值为单位), 在这种情况下, 海水.

数百万年来,一氧化碳的交换2 海洋表面和大气之间的距离保持不变. 在过去的150年里,人类大大增加了二氧化碳的含量2 在大气中通过燃烧化石燃料和改变土地使用方式. 结果,海洋吸收了大约 29%的额外碳.

这增加了CO2 对海洋有重大影响吗. 地表水现在 酸性增加30% 比工业时代刚开始的时候要多. 海洋酸化的速度比以往任何时候都要快 6600万年,也可能是最后一个 3亿年. 预测显示,到本世纪末,海洋表层水可能会 酸性是它的两倍多 如果我们不减少碳排放,就会像上世纪末那样.

CO2 浓度导致气温上升和酸化

不断上升的 二氧化碳浓度 大气中的二氧化碳正在推高海洋表面温度并导致海洋酸化. 虽然变暖和酸化是不同的现象, 它们相互作用,对海洋生态系统造成损害. 海洋的这些变化并不是在所有地方都以同样的速度发生:在不同的温度梯度之间存在着显著的差异, 纬度, 和深度.

水吸收二氧化碳的速率2 随水温升高而降低. 这意味着像阿拉斯加这样的极地地区,海水相对较冷,可以吸收更多的二氧化碳2 比温暖的热带地区. 结果是, 极地地表水通常比其他纬度的海水酸化得更快, 平均而言, 海洋中较温暖的地区 释放 CO2 进入大气层 而不是吸收.

海洋酸化的区域差异也可以部分地用海洋环流模式的影响来解释. 由于盛行风的模式和其他自然现象, 海洋上涌出营养丰富、酸性或腐蚀性更强的深水. 在自然条件下, 一种营养丰富的输液, 很酷的, 而进入上层的腐蚀性深水有利于沿海生态系统. 但在海水酸化的地区,注入较冷的深水(这也倾向于) 酸性更强)放大了现有酸化的影响.

在其他地区,通常是热带地区,地表水的温度上升是 放慢交换速度 深海和地表水之间的碳. 在这里,风起着关键的作用:它混合了上层和深层的水,并携带了二氧化碳2饱和的海水流向更深的海洋区域. 随着地表温度的升高, 风很难混合这些层, 哪个阶层越来越分化, 意思是它们彼此叠在一起. 因此,在水温较暖的地区,上层的CO正变得更加饱和2 并且无法吸收更多的氧气,并且低层的氧气更少(称为脱氧).

海洋酸化影响海洋生物

沿海海洋生态系统 承受着617888九五至尊娱乐变化带来的巨大压力. 海洋酸化, 再加上其他617888九五至尊娱乐影响,比如海水变暖, 脱氧, 融化的冰, 海岸侵蚀, 对许多海洋物种的生存构成真正的威胁.

海洋酸化对那些用碳酸钙构建骨架和外壳的物种(比如蛤蜊)尤其有害, 贻贝, 螃蟹, 浮游植物, 和珊瑚), 它们构成了食物链的最底层. 酸化降低了海水中碳酸盐离子的可用性, 是什么提供了这些生物制造外壳和骨架所需的构件, 大大降低了它们后代的生存机会.

在其他617888九五至尊娱乐压力因素存在的情况下, 海洋酸化使物种难以恢复. 以…为例 珊瑚白化例如:. 珊瑚与生活在其组织中的光合藻类保持着一种互惠关系:珊瑚为藻类提供庇护,而珊瑚为藻类提供生存所需的营养. 但当水温过高时, 珊瑚排出这些藻类, 使他们更容易受到疾病的伤害,更无法维持和建立他们的骨骼结构.

海洋酸化阻碍了珊瑚从这些白化事件中恢复的能力,因为它减少了珊瑚恢复健康所需的碳酸钙的数量. A 报告 政府间617888九五至尊娱乐变化专门委员会的一项研究发现,如果全球平均气温比工业化前水平上升2摄氏度或更高,全球99%的温水珊瑚礁可能会消失.

海洋酸化影响着经济、人们的生计和社区

贝类渔业也感受到了碳污染的影响. 在美国太平洋沿岸等地, 海水变暖和海洋酸化预计会减少邓氏蟹的数量, 的 最高收入渔业 在俄勒冈州和华盛顿州.

西北地区的渔业已经感受到了海水变暖的影响, 哪些在该地区造成了严重破坏 数百万美元的损失 对地方经济有利. 海洋温度升高导致有毒藻华迅速增加. 有毒的藻类会产生软骨藻酸, 一种危险的神经毒素, 这在贝类体内积累, 对人类健康构成威胁. 结果,许多西海岸的渔场被迫关闭. 随着酸性水的增加, 贝类生长所需的矿物质也随之减少, 这些渔业在未来面临着严峻的挑战.

关于617888九五至尊娱乐变暖, 2018年,太平洋海岸渔民协会联合会(PCFFA)对30家化石燃料公司提起了诉讼. PCFFA声称,这些公司推动并从油价上涨中获利, 煤炭, 尽管天然气消耗 意识到 增加的温室气体排放和617888九五至尊娱乐变化之间的联系. 这是行业协会对化石燃料公司提起的第一起诉讼.

我们为什么要关心这些?你能做些什么?

如果你住在堪萨斯州或俄克拉荷马州,你可能会认为海洋酸化不会影响你. 但确实如此. 海洋酸化影响着美国经济的重要部门, 比如渔业和旅游业, 它会影响食物供应, 阻碍了海洋吸收二氧化碳的能力,从而加剧了全球变暖2. 对于依赖沿海资源的社区来说, 他们的生活方式和文化身份岌岌可危.

如果公司2 排放继续有增无减, 到本世纪末, 海洋酸化预计会减少美国鱼类的收成.S. 贝类. 这是 估计 到本世纪末,蛤蜊的年供应量可能减少35%, 牡蛎供应可能下降50%, 扇贝的数量可能会下降55%. 总的来说,贝类行业可能会经历2.3亿美元的累计消费者损失. 在同样的场景中, 海洋酸化加上617888九五至尊娱乐变暖可能会造成1400亿美元的损失,以今天的美元计算,这些损失是与珊瑚礁有关的娱乐效益损失, 美国珊瑚礁娱乐产业的价值可能会下降 超过90% by 2100.

限制海洋酸化最有效的方法是对617888九五至尊娱乐变化采取行动, 实施大幅减少化石燃料使用的解决方案. 如果我们大幅减少温室气体的排放, 我们限制未来的变暖, 我们可以大大减少对海洋生态系统的危害.

我们还需要确保资源到达那些受海洋酸化影响最大的社区. 目前,纳税人为617888九五至尊娱乐损害和适应成本买单. 然而, 617888九五至尊娱乐变化对当地经济产生负面影响,阻碍了这些社区的适应能力.

法院开始考虑让化石燃料生产商对他们明知自己的产品造成的损害负责,因为他们选择误导投资者和公众,而不是采取行动减轻这些风险. 为了证明这些公司的责任, 亨利·苏, 牛津大学政治与国际关系教授, “公司故意违反‘不伤害’这一最基本的道德原则,现在,他们必须通过支付损害赔偿金和相应的适应成本来弥补自己造成的损害.“显示碳污染造成的破坏程度的617888九五至尊娱乐发现可以为这些努力提供信息.

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