随着海洋变暖,珊瑚在酸性水中失去附着力

由于酸性水域增加,珊瑚礁在东部热带太平洋地区无法牢固附着——这可能是全球变暖情况下海洋的潜在先兆

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一项新的研究证实,如果不采取措施冷却变暖的地球,珊瑚礁可能成为气候变化的又一受害者。原因:将珊瑚礁粘合在一起的海洋水泥无法在充满溶解二氧化碳(CO2)的水域中形成。中美洲西海岸,特别是加拉帕戈斯群岛周围的珊瑚礁,由于该地区酸性更强的水域而保持松软状态——这可能为了解全球二氧化碳水平上升时世界其他地区的珊瑚礁状况提供了早期观察。

“东太平洋基本上是全球海洋打嗝或喷出气体的地方。因此,这些水域自然含有高浓度的二氧化碳和低pH值[酸碱度标度;数字越低,酸性越大],”迈阿密大学和美国国家海洋和大气管理局大西洋海洋学和气象实验室的生物学家、该研究的主要作者德里克·曼泽洛(Derek Manzello)说。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。这使得该地区成为“一个天然实验室,研究珊瑚礁生态系统在这些酸性条件下如何构建和运作”。

中美洲海岸附近的稀疏珊瑚礁面临着一系列严峻的条件:来自深海微生物的较高水平溶解二氧化碳导致富含营养物质的冷水,也更具酸性。甚至查尔斯·达尔文在他的相关论文中也注意到该地区没有珊瑚礁。

因此,曼泽洛和他的同事们从加拉帕戈斯群岛和中美洲西海岸的珊瑚礁中采集了样本,并与来自其他地区(如珊瑚生长条件更好的巴哈马)的样本进行了比较。分析表明,酸性水域使得海洋水泥——当海水流过珊瑚礁时从海水中沉淀出来的石灰石——既无法在单个珊瑚虫之间形成,也无法将整个珊瑚礁生态系统固定以抵抗海浪。“这些结果表明,未来的珊瑚礁可能比它们生长得更快地被侵蚀,”曼泽洛说。

这些条件模拟了由于大气中化石燃料燃烧导致的二氧化碳水平升高而已经发生的海洋酸化。“自工业化前以来,全球地表海洋的pH值已经下降了约0.1个pH单位,”曼泽洛指出。“这听起来不多,但请记住,如果人类血液中发生如此程度的变化,我们会死亡。”

这些结果是首次分析海洋水泥的损失如何影响酸化海洋中的珊瑚礁。“水泥化不良会使珊瑚礁变软,从而更容易受到侵蚀,”阿拉巴马州多芬岛海洋实验室的高级海洋科学家理查德·阿伦森(Richard Aronson)说,他没有参与这项研究。阿伦森认为,地质记录也可能提供支持证据。在地质历史上,有些时期海洋中的高酸度与不良的珊瑚礁构建有关,但在许多情况下,很难建立牢固的因果关系。”

在无法控制气候变化的情况下,帮助珊瑚的努力(如提供珊瑚礁结构)也无法弥补这种差异。“人工珊瑚礁在美观、结构或功能上都无法与天然珊瑚礁生态系统相提并论,”曼泽洛说。换句话说,在变暖的世界和酸性更强的海洋中,人类可能无法获得个人珊瑚礁可以为附近社区提供的经济效益,根据一项估计,包括保护海岸免受风暴和支持更好的捕鱼等高达 100,000 美元的收益。

阿伦森补充道:“如果我们想在某种程度上保持海洋中的生命,我们绝对必须控制主要的温室气体——二氧化碳的排放。”

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