圣地亚哥——对于植物、动物和海洋生物来说，当它们的环境发生变化时，它们的选择是严峻而简单的：迁徙、适应或死亡。
但当所讨论的海洋生物是固着在海底的珊瑚礁，而威胁是气候变化时，展望似乎更加黯淡，科学家们在美国科学促进会年会上展示新发现时表示。
即使海洋中温度仅升高 1 到 2 摄氏度，也可能使珊瑚更容易发生白化，这是一种突然死亡，发生在珊瑚排出通常生活在它们体内的藻类时，这些藻类为它们提供食物和鲜艳的颜色。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
科学家们还担心，随着二氧化碳排放量的增加，海洋将吸收更多的温室气体，从而改变海水的化学性质。随着海洋变得更加酸化，珊瑚将更难生长。最终，海水可能会变得具有腐蚀性，溶解珊瑚礁的速度比珊瑚生长的速度还要快。
现在的问题是，造礁珊瑚是否有能力适应这些变化。
“珊瑚礁会消失吗？这是个问题，”国家大气研究中心的乔妮·克莱帕斯说。“我们在这方面没有太多信息。”
一个例子来自加拉帕戈斯群岛，1980年代初期强烈的厄尔尼诺事件导致超过 95% 的珊瑚白化。然后一种海胆迁入并开始啃食珊瑚礁，她说。
“在那里存在了数百年或数千年的珊瑚礁在大约十年内消失了，”克莱帕斯说。“有些人认为这是对未来的惊鸿一瞥……一个我们可能在高二氧化碳世界中预期的例子。”
但有证据表明，并非所有珊瑚礁都是一样的，斯坦福大学海洋科学教授斯蒂芬·帕伦比说。他正在研究美属萨摩亚奥富岛海岸附近似乎异常有弹性的珊瑚礁。
萨摩亚珊瑚礁似乎具有弹性
夏季低潮发生在一天中最热的时候，奥富岛浅泻湖中的珊瑚礁暴露在通常对珊瑚致命的温度下——但这些珊瑚礁幸存了下来。
帕伦比说，秘密可能在于高温持续时间很短。他放置在泻湖中的温度记录仪经历了长达四个小时的高温——然后有机会恢复。
他进行了实验，以查看这些规律但短暂的温度压力暴露是否“交叉训练”了珊瑚，使其能够承受更长时间的高温。
“我们从这些正在进行的实验中得出的结论是，珊瑚确实表现出温度适应性——这些水池中短暂的高温暴露在某种程度上使它们变得更坚硬，”他说。“从某种意义上说，这种短暂的热暴露可能是一种锻炼或调节程序。”
现在的问题是，其他珊瑚礁中的珊瑚是否也具有这种能力，或者能否在气候变化使海洋平均温度升高时获得这种能力。
“我们不知道这是否是珊瑚普遍拥有的能力，”帕伦比说。“我们不知道这是否是 [奥富珊瑚] 中固有的基因。它给了我们这样的想法，可能有一些方法可以产生更具弹性的珊瑚种群。”
但科学家们对珊瑚是否能适应更酸性的水域的了解甚至更少，这位科学家说，这仍然是一个迫在眉睫的问题。创建海洋保护区可能普遍有助于珊瑚，通过消除污染和过度捕捞等压力，使它们在不断变化的气候中更有机会生存。
但诀窍将是识别更具弹性的珊瑚礁，例如奥富岛上的珊瑚礁。
“寻找和绘制高弹性栖息地并不是我们现在做的事情，但我们可以学会去做，”帕伦比说。“它仍然没有解决我们对二氧化碳上瘾的问题——它可能会减缓海洋生态系统的退化，同时我们解决更大的问题。”
抵御高温和酸性水的防御措施的局限性
但英属哥伦比亚大学的西蒙·多纳说，弹性是有限度的。
他使用高分辨率气候模型来预测珊瑚在“一切照旧”情景下的状况，在这种情景下，温室气体排放以目前的速度持续上升，以及另一种情景，即世界能够将大气中的二氧化碳水平稳定在百万分之 550。
多纳表示，消息并不乐观。已经存在于大气中的二氧化碳足以导致海洋变暖，超过珊瑚白化变得普遍的临界点，他说。
已经存在于大气中的温室气体“将导致世界上大多数珊瑚礁遭受有害的频繁热异常，”他说。“适应可能会将预测推迟 50 到 70 年，但它并非万能药。”
百慕大的实验也表明，未来几十年珊瑚将面临的气候变化不仅仅是气温升高。 百慕大海洋科学研究所的安德烈亚斯·安德森说，随着海水吸收更多的二氧化碳并变得更加酸化，珊瑚礁将更难继续生长。
安德森说，他的实验室实验表明，目前状况良好的百慕大珊瑚，如果大气中目前的二氧化碳水平翻倍，就会开始溶解。在这种条件下，水的腐蚀作用将超过百慕大珊瑚礁的生长能力。
这种影响在冬季最为明显，因为冬季可用于促进珊瑚礁生长的阳光较少。
“这是一个非常健康的珊瑚礁，某些区域的珊瑚覆盖率非常高，”他说。“我们没有主要的工业或污染，因此我们在百慕大珊瑚礁中检测到的任何变化都可能是由于全球变化，如变暖和海洋酸化。”
安德森说，很难说百慕大珊瑚礁的生长和溶解之间的平衡何时会倾斜，但结果令人不安。“这是主要生物地球化学过程趋势的逆转，该过程已经存在了数千年，所有这些都是人类排放二氧化碳的结果，”他说。
阿琳·特里博莱是位于法属新喀里多尼亚的法国发展研究所的科学家，她说，二氧化碳排放量的增加也可能增加由钻入珊瑚礁的微小生物引起的侵蚀风险。
她在夏威夷进行的实验表明，当大气中二氧化碳的水平从百万分之 400 跃升至百万分之 750 时，珊瑚礁的溶解速度将加快 48%。为了说明这一点，目前大气中二氧化碳的水平为百万分之 387。
美国地质调查局的金伯利·耶茨说，随着海平面上升并搅动沉积物，珊瑚也可能难以应对。这会使珊瑚礁上方的水变得浑浊，从而减少珊瑚礁藻类产生食物所需的阳光。
“我们研究的大多数群落已经显示出大量的沉积物溶解，”耶茨说，她位于佛罗里达州圣彼得堡。“许多群落目前无法跟上海平面上升的速度。”