北冰洋為啥成為全球海洋酸化的“領(lǐng)頭羊”？

全球海洋酸化正以史前未有的速度在擴展著……

工業(yè)化前的5500萬年全球平均海水pH值從8.3變到8.2，而從剛工業(yè)化（1840年）的8.2下降到2010年的8.1則只用了170年時間。預(yù)測今后每下降0.1個pH單位只需要20年時間，到本世紀末將會再下降0.3-0.4pH單位，即全球海水的平均pH值將突破8而掉到7.7，全球海洋酸化每變化一個0.1pH單位，正以億年級到百年級再到本世紀的十年級的速度狂奔著。

海洋酸化是由于海洋過量吸收人為排放入大氣的二氧化碳，源源不斷供應(yīng)著海水中碳酸向生成多余H+方向發(fā)生，過量增加二氧化碳，改變了海水碳酸鹽系統(tǒng)緩沖能力，海水就會加速變酸。

從1999年的中國首次北極科學(xué)考察開始，中國科學(xué)家就開展了北冰洋酸化和碳循環(huán)研究，集成了20年的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)北冰洋酸化水體面積以每年1.5%的速率增長，預(yù)計到本世紀中葉酸化水將充滿深達250米的整個北冰洋水體，其擴張速率比在太平洋或者大西洋觀測到的結(jié)果還要快4倍以上。

北冰洋領(lǐng)跑著世界大洋的海洋酸化速度，被認為是全球海洋酸化的“領(lǐng)頭羊”。

北冰洋這只“領(lǐng)頭羊”，是在為應(yīng)對氣候變化而開展對北冰洋的碳匯能力的深入調(diào)查評估中被發(fā)現(xiàn)的。由于常年被海冰覆蓋，北冰洋吸收大氣中的碳長期被認為幾乎為零。而近十幾年來，隨著海冰快速融化，尤其是對邊緣海高生產(chǎn)力海域的深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北冰洋是一個被忽略的全球重要的碳池，其潛力遠遠大于其面積——以只占全球大洋的3%的面積，吸收高達世界大洋的10%的碳。

北冰洋一方面大量吸收人為碳，同時也加快酸化速度，20年來其酸化過程的速率大大高于世界其他大洋。而如此高速的酸化速率的驅(qū)動機制則是由來自多種要素的相互作用協(xié)同發(fā)生的，如包括大氣二氧化碳快速侵入對表層酸化、太平洋入流水對上層水體酸化、以及大西洋入流水對中下層水體酸化等擴展影響。

研究還發(fā)現(xiàn)，這樣的快速酸化的機理是與全球氣候變化緊密相關(guān)的。

北極地區(qū)是全球?qū)夂蜃兓蠲舾械牡貐^(qū)，過去20年來出現(xiàn)的快速變化，北極地區(qū)平均溫度升高是地球平均升溫的2倍多，北極快速變暖產(chǎn)生了放大作用而導(dǎo)致了北冰洋海冰快速融化，每年夏季三分之二面積的海冰融化，使開闊水域高達1000多萬平方千米，比我國大陸面積還要大。預(yù)計到本世紀中葉，夏季整個北冰洋將達1350萬平方千米無海冰，因此大量的人為二氧化碳通過大氣進入北冰洋，導(dǎo)致上層水體的酸堿度降低。

20年來，隨著北冰洋海冰覆蓋面積快速后退，北太平洋入流水量增加了50%，攜帶著北太平洋深層“腐蝕性”的酸化海水大范圍地入侵到北冰洋表層，并與表層充分混合，導(dǎo)致250米以上水體進一步酸化。

另外，北大西洋的酸性水體，在向北冰洋輸送過程中，促使中下層的水體酸化加強。模型預(yù)測表明，北冰洋中層會在2105年左右碳酸鈣處于完全不飽和并持續(xù)約600年；而深部會在2140年左右碳酸鈣處于完全不飽和且持續(xù)千年。因此，北冰洋的酸化將處于長達幾百年乃至千年的長期不可恢復(fù)期。

北冰洋快速酸化將對海洋生物造成重大影響，尤其是蛤蚌、貽貝、海螺等鈣質(zhì)外殼生物將更難形成或維持其外殼。翼足目類海螺是北冰洋食物鏈中重要的一環(huán)，是北極三文魚和鯡魚重要的食物，其總量下降將對北冰洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重影響。

北冰洋酸化呈現(xiàn)“領(lǐng)頭羊”作用，但其根源是北極變暖放大了海冰快速融化，大氣二氧化碳增加及快速侵入表層水，太平洋和大西洋酸化水體輸入北冰洋增加和快速擴張等全球變化的多因子協(xié)同作用結(jié)果，也與全球氣候變化有緊密關(guān)系。因此，要扭住這只狂奔的“領(lǐng)頭羊”，減緩全球海洋酸化的速度，治理的根本措施還是要以人類命運共同體為理念，堅定不移地執(zhí)行《巴黎氣候協(xié)定》，同心協(xié)力加強對氣候變化威脅的全球應(yīng)對，把全球平均氣溫比工業(yè)化前水平升高控制在2℃之內(nèi)，并為把升溫控制在1.5℃之內(nèi)而努力。全球盡快實現(xiàn)溫室氣體排放達峰，本世紀下半葉實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。

（作者系自然資源部自然資源首席科學(xué)傳播專家和閩江科學(xué)傳播學(xué)者）