印度洋40年海水酸化加速，新研究揭示海洋變化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素

隨著全球變暖的加劇，海洋吸收了大量的人類活動(dòng)釋放的二氧化碳（CO2）。這導(dǎo)致了海洋酸化現(xiàn)象的加重。海洋酸化不僅影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康，還對(duì)全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此，了解不同海域的酸化情況及其驅(qū)動(dòng)因素是科學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)。相對(duì)于其他海洋區(qū)域，關(guān)于印度洋酸化的數(shù)據(jù)相對(duì)較少。印度洋涵蓋多個(gè)子區(qū)域，如阿拉伯海、孟加拉灣和赤道印度洋。印度洋在全球氣候系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，其酸化情況對(duì)于全球氣候變化和海洋生態(tài)的理解至關(guān)重要。

攝影：衛(wèi)偉?綠會(huì)融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

2024年9月7日，《全球生物地球化學(xué)循環(huán)》期刊發(fā)布了一項(xiàng)研究，探討了1980~2019年間印度洋海水酸化的變化及其主要驅(qū)動(dòng)因素。這項(xiàng)研究依托高分辨率的區(qū)域模型輸出數(shù)據(jù)，對(duì)海面溫度、海面鹽度、溶解無機(jī)碳（DIC）和總堿度（ALK）的變化進(jìn)行了深入分析，揭示了印度洋酸化的詳細(xì)情況。

這個(gè)研究顯示，從1980年到2019年，印度洋的海水pH值整體呈下降趨勢(shì)。具體來講，阿拉伯海的pH值年均下降0.014單位，孟加拉灣和赤道印度洋的pH值年均下降幅度分別為0.014和0.015單位。在2000年至2009年期間，阿拉伯海和孟加拉灣的溶解無機(jī)碳趨勢(shì)達(dá)到了最高點(diǎn)，而赤道印度洋則較低。與之前的幾十年相比，2010年至2019年期間，印度洋區(qū)域的表層酸化速率顯著加快。

該研究進(jìn)一步指出，厄爾尼諾現(xiàn)象和正印度洋偶極子事件顯著加劇了印度洋的酸化過程。人類活動(dòng)導(dǎo)致的二氧化碳增加對(duì)pH變化的影響最大，控制了阿拉伯海（80%）、孟加拉灣（94.5%）和赤道印度洋（85.7%）凈pH趨勢(shì)的主要部分。相比之下，海洋變暖對(duì)阿拉伯海（14.4%）、孟加拉灣（13.4%）和赤道印度洋（7.0%）的pH趨勢(shì)也有一定影響?？倝A度（ALK）的變化對(duì)阿拉伯海的pH趨勢(shì)有5.0%的增強(qiáng)作用，而在赤道印度洋，總堿度的影響超過了溶解無機(jī)碳，增加了10.7%的負(fù)面pH趨勢(shì)。然而，在孟加拉灣，總堿度則起到了緩沖作用，抑制了5.4%的pH變化。

這項(xiàng)研究表明，自1980年以來，印度洋的pH值年均下降0.015單位，主要受到溶解無機(jī)碳趨勢(shì)的推動(dòng)。厄爾尼諾現(xiàn)象和正印度洋偶極子事件也加劇了酸化趨勢(shì)。海洋對(duì)二氧化碳的吸收是主要的驅(qū)動(dòng)因素，而海洋變暖和總堿度的變化對(duì)pH趨勢(shì)也起到了顯著的作用。這些發(fā)現(xiàn)不僅有助于理解印度洋酸化的現(xiàn)狀，也為未來制定保護(hù)和適應(yīng)策略提供了寶貴的科學(xué)依據(jù)。

在全球范圍內(nèi)，海洋在調(diào)節(jié)大氣二氧化碳含量方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。海洋吸收的二氧化碳有助于平衡大氣中的二氧化碳濃度，但這一過程也導(dǎo)致了海洋生物地球化學(xué)過程的失衡，形成了所謂的海洋酸化現(xiàn)象。在酸性海洋中，過量的二氧化碳與海水反應(yīng)生成不穩(wěn)定的碳酸，進(jìn)一步釋放氫離子，導(dǎo)致海水pH值下降。多個(gè)研究預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)末，海洋表層的pH值可能下降0.3至0.4，這將對(duì)海洋生物生產(chǎn)力產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。由于關(guān)于印度洋酸化的觀測(cè)數(shù)據(jù)有限，了解其現(xiàn)狀及關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素顯得尤為重要。這項(xiàng)研究通過整合現(xiàn)有的實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)、重建數(shù)據(jù)集和模型模擬，為人類提供了對(duì)印度洋酸化的深入認(rèn)識(shí)。

文 | 昆山

編輯 | 綠茵

日期 | 2024年9月17日

排版 | 綠葉

參考資料略