寻找海洋酸化信号

一对海蝴蝶漂浮在北冰洋上。
这对海蝴蝶(学名叫)在离北极海面不远的地方飘动。 (由亚历山大·塞门诺夫提供,Flickr公司)

在过去的一个世纪里,海洋的pH值从8.2降到了8.1。这看起来不算多,但它比过去3亿年的任何时候都要快。最大的问题是:你会怎么做海洋酸化影响海洋生态系统和生物?欧宝体育稳不稳

这不是一个容易回答的问题。在实验室里,科学家们可以设置一系列不同pH值的海水罐,观察不同物种的贝壳结构、新陈代谢或行为,找出不同物种对酸性水的反应。或者研究人员可以去那些二氧化碳和酸含量自然很高的地区,比如天然的二氧化碳渗出,来研究这些生态系统是如何运作的。但仅仅从欧宝体育稳不稳这些实验中学习是不够的:要真正了解酸化将如何影响生物体,科学家需要实地观察。

主要有两种方法:放大单个物种,看看它们是如何受到酸度上升的影响;或者缩小,看看整个生态系统是如何变化的。然而,两者都不是特别容易。海洋正在同时经历如此多的变化——海水变暖、酸化、营养物污染、过度捕捞和栖息地破坏等等,因此很难理清每种变化的确切影响。欧宝体育稳不稳

当火车停下来的时候,大家都很兴奋,也很担心海洋酸化的第一个物理证据据报道:南极海域的海蝴蝶壳正在溶解。海蝴蝶(学名叫)它们是娇嫩的动物。这些软体动物不像蜗牛那样拖着肌肉发达的脚在陆地上四处游荡,而是像翅膀一样拍打着它们的脚,推动它们和它们的轻文石(碳酸钙的一种半稳定形式)壳穿过海洋表层水。

将贝壳放入酸度增加的海水中,经过45天慢慢溶解。
在一项实验室实验中,一只海蝴蝶(翼足类)的壳被置于酸度增加的海水中,45天内慢慢溶解。 (由David Littschwager/国家地理学会提供)

科学家们发现,海蝴蝶的壳通常是光滑的,但是在扫描电子显微镜下薄弱环节贝壳在酸性水中溶解的地方。来自这个地区的水比海洋中的大多数地区的水具有更高的酸度,因为较冷的酸性水被风从深处引到表面。但这并不意味着这门科学不适用于其他地方;相反,这可能只是未来的一个迹象。

这是一个关于酸化如何影响海洋生物的优雅(尽管令人不安)的故事:通过干扰化学物质,海洋生物会形成较弱的外壳,使它们更容易受到捕食和疾病的影响。

在自然酸性水中分枝的珊瑚。
一项研究表明,分枝珊瑚由于结构更为脆弱,难以生活在天然二氧化碳渗出物周围的酸化水域中未来海洋酸性更强的模式. (莱蒂蒂娅·普莱桑)

然而,并非所有的故事都如此清晰。在另一项研究中,研究人员缩小了研究范围研究1960年以来碳酸钙壳浮游生物种类的数量和位置是如何变化的有孔虫,居住的地区比以前多棘皮动物幼虫,向北移动。然而,其他物种的表现并不好:海蝴蝶它们向两极移动,总体上不太常见,还有它们的掠食者海洋天使(冰之精灵另一种浮游生物蜗牛)。双壳类(蛤蜊)幼虫似乎也表现不佳。

是什么推动了这种变化?因为所有的生物都依赖碳酸钙,所以海洋酸化有可能导致它们的活动范围和丰度发生变化。但是当研究人员寻找模式时,他们发现海洋温度的升高对这些动物的分布有很大的影响,他们甚至不知道海洋酸化的影响是什么。这和同时听到一个又大又静的声音没什么不同:你可能甚至不知道发出了这个安静的声音。这并不意味着海洋酸化没有影响;它只是被更高温度的深刻影响淹没了。

这就是为什么第一个海蝴蝶的故事如此有力:它清楚地说明了海洋酸化是如何影响海洋动物的。然而,并不是所有的证据都能使一个简单的故事配上美丽的图画。有时它会是混乱和不确定的,而且画面可能是丑陋的。但这并不意味着酸化没有发生;只是其他人类撞击的声音太大了。

2012年12月