作者:Katharina . Six 来源:《自然—气候变化》 发布时间:2013-12-9 16:21:55
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海洋酸化加剧全球变暖


 
海洋浮游生物向空气中释放的硫化物有助于减缓全球变暖,但海洋酸化却可能阻碍这一进程。图片来源:Wim van Egmond
 
根据一项新的研究,随着对大气中二氧化碳气体的吸收,海洋酸性缓慢而无情的增加,除了能够对气候产生影响外,还会加剧全球变暖。酸化能够导致某些海洋生物减少硫化物的释放,而之前的研究表明,这些硫化物能够促进云团的形成,从而给全球降温。
 
大气中的硫大部分来自于海洋,它们可谓是减缓全球变暖的一个“狙击手”。浮游生物——漂浮在阳光照射的水面上的光合微生物——产生了一种名为二甲基硫化物(DMS)的化合物。其中一些DMS进入了大气并通过反应产生了硫酸,而后者能够成团形成气溶胶,或微小的大气尘埃。气溶胶为云团的形成播撒了种子,而云又能够通过反射阳光帮地球降温。
 
James Lovelock与同事在上世纪80年代提出,DMS能够提供一种反馈机制限制全球变暖,而这正好是Lovelock关于地球自我调节的“盖亚假说”的一部分。因此如果全球变暖增加了浮游生物的生产力,那么海洋DMS的释放可能也会增加,从而有助于帮地球降温。
 
然而最近,由于海洋酸化,人们已经开始转而预测一个逆向的反馈作用。随着更多的二氧化碳进入大气,一些气体会在海水中溶解并形成碳酸。而这正在降低海洋的pH值——如今已经比工业化之前时代下降了0.1个pH单位,并且到2100年,某些地方可能会再下降0.5个pH单位。 利用封闭海水量中的生物群落进行的研究表明,pH值较低的海水会产生较少的DMS。在全球范围内,因海洋酸化导致的DMS排放下降将对气候产生巨大影响,并形成了一个正反馈回路,加强全球变暖。
 
德国汉堡市马普学会气象学研究所的Katharina Six及其同事在他们开发的一个全球气候模型中,使用了这些生物群落数据。之前在政府间气候变化专门委员会所描述的一个“适度的”场景中(假设温室气体的排放没有减少),全球平均温度到2100年将升高2.1至4.4摄氏度。
 
如今加上海洋酸化对DMS的影响——该研究团队使用3种不同的估算方法计算了pH值和DMS产量之间关联的强度,将会使额外增加的温度达到0.23至0.48摄氏度。研究人员在8月25日出版的《自然—气候变化》杂志上报告了这一研究成果。
 
来自英国埃塞克斯大学的研究人员Michael Steinke表示:“这一结果本身并没让我感到太惊讶。”但他认为,将这样一些结果整合到全球预测模型中将是很重要的。他说:“这是一些并没有做得很充分的研究。”
 
然而Steinke指出,他自己最近完成的一项研究显示,与海洋酸化相比,DMS释放可能更多地受到温度升高的影响。温度更高的海水往往会产生更多的DMS,因此会在未来增加其整体水平。Steinke强调,与人类引发的其他环境变化相比,海洋酸化对DMS产量的影响要更容易理解。
 
英国普利茅斯海洋实验室海洋生物地球化学家Tom Bell提醒要谨慎对待用几个星期获得的生物群落数据,外推几十年后发生的变化。Six也承认她的这项研究存在局限性。“它并不是坚不可摧的。”Six指出缺乏热带以及亚热带区域的生物群落试验,而用不同的模型进行模拟将有助于排除这些错误。
 
无论如何,所有科学家都赞同认清海洋生物将受到环境变化的影响,以及这将反过来对气候造成影响是非常重要的。Six说:“海洋吸收的二氧化碳依然对气候具有重要影响。”(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
 
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