西雅图–由华盛顿大学主导的一项研究显示,太平洋西北地区的海域酸化速度远超全球其他海域,这一全球性问题在该地区独特的地理条件下被进一步加剧.研究人员发现,从不列颠哥伦比亚到下加利福尼亚的西海岸洋流系统–加州洋流,以及包括普吉特湾在内的萨利希海,过去130年间经历了更为显著的酸化现象,其酸的速率超过了大气中二氧化碳浓度的上升速度.
华盛顿大学海洋学副教授亚历克斯·加农(Alex Gagnon)表示:’我们本就处于自然酸性环境中,然后又出现了额外的酸化,这种额外的酸化速度比我们预期的要快.’ 该地区天然容易形成酸性海洋环境,这是由于一种称为上升流(upwelling)的过程,即冷,富含营养的深层海水被带到海面.
加农解释道:’这就像我们用吸管在普吉特湾和海岸水域中抽水,这使得普吉特湾和萨利希海非常富饶,是鱼类和其他我们关心的生物繁衍生息的绝佳之地,但同时也带来了酸性海水.’ 当大气中的二氧化碳(来自尾气,发电厂和燃烧森林)被海洋吸收时,会加剧本已酸性的环境.海洋吸收了大气中约四分之一的二氧化碳.
研究发现,在加州洋流中,水深低于50米的区域,二氧化碳浓度的上升速度比大气中二氧化碳浓度的上升速度快了50%.水越深,酸化现象越严重.这些发现部分归功于一种微小而不起眼的生物–橙色杯珊瑚,它们在超过一个世纪前就被采集.
加农表示:’这些小珊瑚沿着美国西海岸生长,它们在生长过程中会将海水的信息记录在骨骼中,这些信息被永久保存下来,它们就像是微型的时间胶囊.’ 科学家利用珊瑚骨骼中保存的硼同位素,重建了自1890年代以来的海洋化学情况,这比工业革命显著改变大气二氧化碳浓度的时间还要早.
这些历史标本来自史密森尼国家自然历史博物馆,由美国第一艘专门用于科研的船只–‘信天翁号’(USS Albatross)的船员采集.加农解释道:’这艘旧木制高桅帆船在1880年代和1890年代沿美国西海岸航行,寻找金枪鱼渔场.船上有科学家,他们在寻找金枪鱼的同时,也会将捕获的其他生物放入罐中并记录数据,我们至今仍保留着1880年代和1890年代的航海日志.’
这些保存的标本随后与2020年在同一地点采集的现代珊瑚进行了对比,揭示了海洋化学成分的显著变化.加速的酸化对海洋生物和依赖它们的人们产生了直接影响.
加农表示:’制造壳体或骨骼的海洋生物,如牡蛎,螃蟹和珊瑚,都依赖于合适的海洋化学环境.随着海洋化学环境因人类活动而变化,它们的生长变得更加困难.’ 该研究特别指出,作为西海岸最大渔获收入来源的邓肯螃蟹(Dungeness crab),其早期生长和生存率可能因酸化加剧而下降.沿海的贝类产业已开始感受到早期影响.
在高排放情景下,研究预测到21世纪末,加州洋流的次表层水体pH值可能下降0.30,相当于全球表层海洋的总预计变化,而某些区域的pH值可能低至7.5.
加农表示:’照常营业的情景对海洋生态系统和我们关心的渔业来说后果非常严重.’ 尽管预测令人担忧,但加农表示,这项研究的最终目的是赋予人们希望.’让我感到希望,以及许多从事该领域的人,是我们可以做出改变.我们排放的二氧化碳量决定了我们的未来,因此这些信息可以成为一种激励.它帮助我们了解我们需要做什么.’
研究人员表示,最有效的措施是减少二氧化碳排放.但太平洋西北地区也正在成为碳去除技术的试验场.华盛顿州较低的电价使其成为从海水和大气中提取二氧化碳并将其储存在岩石和水泥等材料中的试点项目理想地点.包括Ebb Carbon在内的公司正在测试商业化的海洋二氧化碳去除技术,而Banyu Carbon则是一家华盛顿大学的公司.
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