海底的变化引发了对未来的担忧
人类制造的高浓度二氧化碳引起的海洋酸化正在溶解海底
正如我们所知,由于人类活动,海底正在迅速消融。通常深海底部是白垩色的白色。在很大程度上,它是由许多浮游生物和珊瑚的骨骼和外壳组成的矿物方解石(CaCO3)。海底在控制海洋酸化程度方面起着至关重要的作用。方解石的溶解中和了二氧化碳的酸性,在这个过程中防止海水变得太酸。但如今,至少在某些热点地区,如北大西洋和南大洋,海洋的白垩质海床正变得越来越暗棕色。由于人类活动的缘故,水中的二氧化碳含量很高,水的酸性很强,方解石就这样被溶解了。研究小组认为他们今天所看到的只是对未来海底极有可能受到影响的预测。
因为二氧化碳需要几十年甚至几个世纪才能沉入海底,所以人类活动产生的二氧化碳几乎都还在表层。但在未来,它将侵入深海,扩散到海底之上,导致海底更多的方解石颗粒溶解。目前向大气中排放二氧化碳的速度是地球历史上最高的,比至少自恐龙灭绝以来的任何时期都要快。这比海洋中的自然机制所能处理的速度快得多,所以这引起了人们对未来海洋酸化水平的担忧。
在未来的工作中,研究人员计划研究在未来几个世纪中,在各种可能的二氧化碳排放情景下,深海海床的溶解可能如何演变。他们认为,对于科学家和决策者来说,精确估计人类造成的酸化对海洋生态系统的长期影响至关重要。
由于在深海中进行测量既困难又昂贵,研究人员在实验室中创造了一套类似海底的微环境,再现了深海海底洋流、海水温度、化学成分以及沉积物组成。这些实验帮助他们了解是什么控制了方解石在海洋沉积物中的溶解,并允许他们精确地量化它的溶解速率作为各种环境变量的函数。通过比较前工业化和现代海底溶解率,他们能够提取出总溶解率的人为成分。海底洋流的速度估计来自于高分辨率海洋模型,该模型由密歇根大学物理海洋学家布莱恩·阿比奇(Brian Arbic)和他实验室的前博士后大卫·特罗斯曼(David Trossman)共同开发。研究表明,人类活动的影响已经在许多地区的海底显现出来,这些地区酸化程度的增加可能会影响我们理解地球气候历史的能力。
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