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海洋已到吸碳极限?

       

发布时间:2010年01月05日
来源:外滩画报   作者:曹婕
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海洋就像一个巨大的二氧化碳沉淀池,阻止更多的二氧化碳排放到大气中去。但是根据海洋学家最近的研究发现,海洋吸收二氧化碳的能力正在逐渐下降。当海洋失去了吸收二氧化碳的功能,不仅会让地球急速升温,也会影响到海洋自身的循环周期。

  从大气中吸收二氧化碳,同时释放氧气,在这一点上,海洋有着和森林一样的作用。海洋仿佛一只巨大的二氧化碳沉淀池,仅在去年一年,海洋就吸收了23 亿吨碳,是人类全年释放二氧化碳总量的1/4,相当于美国在6 年内消耗的汽油量。


  正是海洋这样强大的“吞吐”作用,地球才保持着今天这样的温度;如果那些累积的二氧化碳全部被释放到大气中去,地球将会变得灼热,令人难以生存。

  然而科学家最近发现,与人类活动释放二氧化碳的速度呈反比的是,海洋吸收二氧化碳的能力已变得越来越弱。就在哥本哈根大会召开前夕,《自然》杂志刊登了一项研究成果。研究发现,燃烧化石燃料而产生的废气从20 世纪50年代开始飙升,然而自从上世纪80 年代以来,尤其是2000 年以后,海洋吸收率的增长速度却在放缓。

  “这是一个很小的变化。” 萨马·凯迪瓦拉解释道,“然而我认为从长期来看,有一点非常明确而且不容忽视,那就是越来越多的废气将被留在大气之中。” 凯迪马拉是哥伦比亚大学拉蒙特- 多尔蒂地球天文台的海洋学家,也是此项研究的领导人。他认为,海洋正在触及它吸碳的极限。

  “海洋也赶不上人类制造二氧化碳的速度了!”

  在2000 年到2007 年间,因人类活动而造成的二氧化碳排放量以惊人的速度增长着,然而,海洋对二氧化碳的吸收却没有等比例增长,而是从27%降到了24%。3%,这个下降的幅度在凯迪马拉这样的海洋专家眼里,代表着一种巨大的衰退。“海洋也赶不上人类制造二氧化碳的速度了!”凯迪马拉说。当然,凯迪马拉也谨慎地指出,海洋吸收二氧化碳的总量并没有减少,但吸收率不再像过去那样随着二氧化碳的骤增而快速增长了。

  在进行研究时,凯迪瓦拉和他的同事们收集了从1765 年到2008 年间海水温度和盐度的数据。除此之外,他们还收集了海洋中氯氟烃的含量。氯氟烃是海洋污染物的一种,在凯迪瓦拉的研究中,它被视为工业活动的指标,因为该化学物质可以起到“追踪者”的作用,帮助科学家计算出某种物质从海洋表面到海洋内部所需要的时间。

  基于这些数据,他们建立了一个数学模型,目的是帮助他们追溯过去,找出在过去那么多年中,海洋所吸收的因人类活动而产生的碳。研究发现,当人为产生的碳在上世纪50 年代骤升时,海洋适应人类活动,也开始吸收更多的碳。但在近几十年中海洋吸收率的增长速度却在下降,特别是2000 年以来,海洋吸收率已经开始下降,但原因至今不明。

  持续上升的二氧化碳排放量造成了海水酸性增强,这可能是导致海水对碳的吸收率下降的原因,这是因为酸性越高的水越不容易分解二氧化碳。同样的,二氧化碳在温度升高的水中也不易分解,这就是为什么以往二氧化碳排放量的40% 都是由南极洲附近的寒冷海洋吸收的。

  海洋升温将破坏海水循环周期2004 年,美国国家海洋和气候管理局的萨宾和同事们曾在《科学》杂志上发表了一篇有关二氧化碳和海洋相关性的文章。当时,在对72000 次海水测量进行分析后,他们发现海洋在1800 年到1994 年间吸收了4760 亿吨二氧化碳,接近于排放总量的一半。“虽然我们用了完全不同的方法,但在可以比较的部分,我们的结果还是达成了一致。”萨宾在评价事隔五年发表的两篇文章时说,他当时对1994 年海洋吸收量的预测和凯迪瓦拉研究报告中的结果非常相似。

  “如果把萨宾博士的发现比作一张单一而模糊的快照,那么我们的发现就可以称得上是一部短片了。”凯迪马拉根据两次测量对象的时间跨度作了生动的比喻。萨宾也赞同这种类比,但他也对凯迪瓦拉和他的合作者提出了自己的见解。他认为这项新的研究并没有将生物分解过程加入到研究范围中。

  例如,一种叫做浮游生物的微型海藻在进行光合作用时就能吸收二氧化碳。当浮游生物死亡的时候,它们的残骸就会漂流到海洋深处并进行分解。几个世纪以来,自然界通过这一循环过程把碳留在了海底深处。这一过程并不会随着全球变暖而改变。萨宾所说的分解过程就是指藻类的贡献。

  但是这种假设可能并不成立,很有可能会出现的情况是,当海水逐渐升温后,就会引发一系列效应,破坏这一自然周期。那些微型海藻在变得更酸的海水中,可能根本生活不下去。

  在自然状况下,海洋是通过一系列的“泵”使全球的海水得以循环的。在这个“泵”水的过程中,冷而高密度的水会下沉,而富含营养的水就会上升。

  然而,近几年来,一些“泵”却不再发挥作用,科学家们推测这是海水表面的温度上升造成的。一旦“泵”不再发挥作用,海水就会因缺少调和而使海洋深处的营养物无法上升,进而造成依靠营养物生存的浮游生物无法正常生长。

  如果按照这一逻辑推论,越来越少的浮游生物将会导致光合作用的减少,毫无疑问,越来越多的二氧化碳只能被留在大气之中了。

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