高温酸化将珊瑚推向死亡

就像以色列埃拉特海域的这些珊瑚礁一样，海洋酸化和温度升高将影响珊瑚的生存。(图片提供:Interuniversity Institute, Eilat)

人类活动排放的二氧化碳正在以温度升高和海水变酸“强强联手”的方式对海洋生命构成威胁。如今，对红海暗礁进行的一项研究证实了酸度增加给海洋生命带来的影响，同时暗示，这种趋势将最终导致遍及全球的暗礁溶解。“这是一个意义深远且十分重要的研究成果。”澳大利亚悉尼市新南威尔士大学的Ben McNeil表示，“我们向着更加完整地了解珊瑚礁如何对高二氧化碳浓度以及更温暖的海洋作出反应又迈近了一步。”

随着全球变暖，海洋也受到了影响，同时这些额外的热量将波及珊瑚虫的新陈代谢过程。极端的温度能够导致所谓的珊瑚漂泊现象。除此之外，根据实验室研究结果，由于海洋吸收二氧化碳导致酸度的增加，那些暗礁制造者以及其他从碳酸钙中构建骨骼的生物体也会受到影响。

如今，一项由海洋地球化学学者Jacob Silverman最初在以色列耶路撒冷希伯来大学攻读博士时进行的研究，在大气的二氧化碳水平和珊瑚礁命运之间建立起一种定量的联系。目前正在美国加利福尼亚州斯坦福市卡内基研究所地球生态学部进行博士后工作的Silverman，研究了营养物质如何对埃及北部红海中1公里长的埃拉特暗礁的光合作用、呼吸作用以及石灰化构成影响。

Silverman和他的同事确定了石灰化速度、水温以及碳酸盐离子浓度之间的关系。珊瑚虫利用这些离子来形成自己的骨骼，然而随着海洋越来越酸，可用的离子也越来越少。研究人员同时分析了石灰化速度如何对暗礁中活珊瑚虫的数量构成影响。研究人员在最新一期的《地球物理学研究快报》上报告了最终的方程式，或者说“速率定律”。他们同时证明了用上世纪70年代到90年代对其他暗礁进行研究所得测量结果形成的方程式。

这一方程式展现了上升的二氧化碳水平如何在全球范围内对珊瑚礁造成破坏。通过与卡内基研究所的Long Cao和Ken Caldeira合作，Silverman预测了在6种大气二氧化碳浓度水平下，全世界9733处暗礁的状况。随后，研究人员将速度加入到这个分析当中，从而确定珊瑚将受到何种影响。结果显示，与工业化之前的水平相比，珊瑚如今已经放慢了它们形成骨骼的速度。当二氧化碳的浓度翻番到560ppm(百万分之一)时，所有的珊瑚礁将停止生长并开始溶解。“这幅图画是很明显的，”Silverman说，“海洋酸化意味着珊瑚礁的灭亡。”

Silverman和其他学者注意到，与海洋酸化相比，上升的气温可能是一个更为直接的威胁。一旦大气中的二氧化碳浓度达到450ppm，海洋的温度将很有可能触发广泛分布的漂白作用。而与此同时，增加的酸度将仅仅导致珊瑚的生长速度放慢。Caldeira强调，解决这两个问题的方法是相同的，那就是大量且迅速地减少二氧化碳的排放。