海洋酸化--溫室效應的另一大隱憂

前言：最近幾年大學學測常考閱讀測驗，也常有些題目跨越地球科學、生物、物理、化學，海洋酸化其實這是這種跨越學科的主題，特別將美國大氣總署所製作的專題簡單翻譯，可做為同學學習的參考



許多人都相信，海洋對二氧化碳的吸收能力是溫室效應減緩的重要功臣，但是最近的研究卻顯示，海洋大量吸收二氧化碳之後另一個隱憂也逐漸浮現了，那就是海洋酸化的問題。

海水吸收二氧化碳後的化學反應，本圖取材自http://www.pmel.noaa.gov/co2/story/Ocean+Acidification

海水化學性質的根本改變正在全球的海洋持續發生，自從工業革命以來，人類工業和農業活動持續排放二氧化碳，使得大氣中的二氧化碳量不斷增加，每年人類排放到大氣中的二氧化碳約有1/3被海洋吸收，所以當大氣中二氧化碳含量逐漸升高，海洋中二氧化碳含量自然也跟著升高，剛開始的時候，許多科學家將注意力放在海洋如何協助自大氣中移除溫室氣體，但是，經過數十年的觀察顯示了另一個問題，海洋對二氧化碳的吸收正逐漸改變海水的化學性質，這個情形稱之為海洋酸化(Ocean Acidification)。




自工業革命迄今，海洋表層海水的pH值約下降0.1，由於pH值得尺度類似芮氏規模尺度是採用對數比例的，下降0.1相當於酸性增加了約30%，未來的趨勢評估也顯示海洋將持續吸收二氧化碳並且酸性將增強，若以目前商業發展狀態和一般排放量來估算，到本世紀末，海洋的酸性將增強150% ，將經歷二千萬年來最低的pH值。

當二氧化碳被海水吸收，化學反應導致海水pH值降低，碳酸根離子濃度也降低，對海洋生物極為重要的碳酸鈣礦物飽和狀態也跟著改變，這化學反應稱為海水酸化 (ocean acidification)簡稱OA，碳酸鈣礦物是許多海洋生物建立骨骼或殼房的主要材料，在海洋中有許多生物聚集的地方，海水中的碳酸鈣礦物常常是過飽和的，這表示這裡有豐富的材料可以提供海洋生物以建造其骨骼或殼房，但是，持續的海洋酸化將導致許多海洋區域碳酸鈣礦物濃度過低，這將影響部分生物建造殼房的能力。

受到海洋酸化影響的海洋生物物種將非常廣泛，海水中二氧化碳濃度升高可能對需要行光合作用的藻類、海草有益，他們需要二氧化碳如同陸地上的植物一樣，但相反的，研究顯示，更酸化的環境對有鈣質殼房的生物將有嚴重影響，例如牡蠣、蛤、海膽、淺水珊瑚、深水珊瑚等等，而當這些帶殼生物遭遇危機時，對整個食物網也會構成風險，今日，地球上至少有十億人口的蛋白質主要來自於海洋食物，全世界有許多工作和經濟仰賴海洋中的魚和貝類。

海洋酸化將是另一個全球的緊急問題，過去十年來，海洋科學社群更加關注海洋酸化可能產生的衝擊，盡管科學界監控海洋酸化的努力剛剛開始，但是科學界已經可以準確評估海洋酸化透過食物鏈的連串反應對全球海洋生態系的影響，隨著海洋酸化速度的加快，科學家、資源管理人員和立法人員已經認知強化對海洋基礎科學的研究和相關決策與行動是迫在眉睫了。

參考資料:http://www.pmel.noaa.gov/co2/story/Ocean+Acidification