海洋酸化
帶你的孩子們去看珊瑚礁吧，到下個世紀末，它們將會統(tǒng)統(tǒng)消失。
二氧化碳導致海水變酸
海洋酸化是指海水由于吸收了空氣中過量的二氧化碳，導致酸堿度降低的現(xiàn)象，pH是海水酸化的一個度量。海水應為弱堿性，海洋表層水的pH值約為8.2，海水酸性的增加，將改變海水化學的種種平衡，使依賴于化學環(huán)境穩(wěn)定性的多種海洋生物乃至生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大威脅。
??紅色是大氣二氧化碳，深藍色是海洋二氧化碳，青色是海水pH值（酸堿程度越小，酸性越強）。伴隨看大氣人為二氧化碳的劇增，更多的二氧化碳進入到海洋中。大約由30%的大氣二氧化碳被海 洋吸收，造成海水pH值的降低。
“海洋酸化”這個術語于2003年在科學雜志《Nature》第一次被提及；2009年，超過150位全球頂尖海洋研究人員齊聚于摩納哥，檢視海洋酸化的最新信息，并簽署了《摩納哥宣言》，對海洋酸化嚴重傷害全球海洋生態(tài)系統(tǒng)之事表示關切；2012年，美國、英國、西班牙、德國等多名研究人員組成的科學家團隊在《Science》上發(fā)表報告稱，受人類排放溫室氣體的影響，地球正經(jīng)歷過去3億年來速度最快的海洋酸化進程，眾多海洋生物因此面臨生存威脅。
??圖中的箭頭是個雙向箭頭，表明該平衡會隨著條件的不同而移動，取決于平衡左右兩邊濃度的大小。當海水中二氧化碳增加的時候，平衡向右方移動，傾向于放出更多的氫離子，因此海洋的酸性因此增強。
海洋酸化成為當今國際海洋科學研究前沿領域的重要內容，是繼全球變暖和海洋污染后嚴重影響和威脅人類社會發(fā)展的第三大環(huán)境問題。
物種滅絕的元兇
海水酸化速度的加快導致全球海洋生態(tài)結構的破壞。海水的變酸將導致海水中大量浮游植物骨架的松散，進而死亡，而浮游植物又是大多數(shù)海洋生物尤其是魚類的食物來源，因而海洋酸化的間接后果就是海洋漁業(yè)資源的衰減，進而影響到人類的食物供給。鈣化過程是海洋生物貝殼和骨架的形成過程，是珊瑚和軟體動物外殼形成的必要條件，海洋酸化會大大降低其鈣化速率，嚴重影響其生長。
??浮游生物的甲殼受到酸化的影響而溶解
由英國愛丁堡大學領銜的一項研究發(fā)現(xiàn)，海洋酸化可能是造成2.5億年前地球上生物大滅絕的“元兇”。當時西伯利亞火山猛烈噴發(fā)，釋放出大量二氧化碳，導致海洋變酸，高度鈣化的生物無法適應，結果地球上90%的海洋生物與三分之二的陸地生物滅絕。這也是地球史上5次生物大滅絕中規(guī)模最大的一次。
研究人員在對阿聯(lián)酋發(fā)掘的巖石進行分析后得出了上述結論。2.5億年前這些巖石位于海底，記錄了那個時期海水酸堿度的變化情況。科學家表示，直到今天人類才找到直接證據(jù)證明，在地球歷史上最大規(guī)模的生物滅絕期間發(fā)生了海洋酸化事件。但這也是一個令人擔憂的發(fā)現(xiàn)，因為今天的海洋也在酸化，而這是人類碳排放的結果。
珊瑚礁白化
海水pH值自1990年以來僅僅降低了0.05 ,未來估計也只會降低0.3到0.5。然而，pH值是氫離子濃度的對數(shù)。每0.1的pH增加，氫離子濃度大約變化29% ,這樣看來變化頗為可觀了。而生物對于酸堿度的要求是很嚴格的，尤其是珊湖礁及其造就的生態(tài)系統(tǒng)。
珊瑚礁是由珊瑚蟲的骨骼組成的，這些骨骼的主要成分是碳酸鈣。珊瑚的端部不斷成長在死去的珊瑚蟲的骨骼上。許多其他生活在珊瑚礁的生物的骨骼也是由碳酸鈣組成的。甲殼動物附著在珊瑚上進一步加強了珊瑚礁的強度，而這個堅不可摧的結構卻被酸化的海水所侵蝕，使珊瑚蟲和甲殼動物不能獲得足夠的構建外殼所需的碳酸鈣，影響正常的生長甚至死亡。沒有了珊瑚的庇護很多魚類失去了生活的家園，最終海底變成一片灰白的珊瑚墓場。
??珊瑚礁白化（當然白化不僅僅是由于酸化，與海水變暖也密切相關）
減少CO2的排放是唯一對策
在2008年10月的國際海洋酸化研討會上，與會科學家指出，海洋酸化的自然恢復至少需要數(shù)千年，遏制它的唯一有效途徑就是盡快減少CO2的全球排放量。歐美等國已開始研究遏制海洋酸化的對策，中國也已將海洋酸化列入重點支持方向。2009年8月13日，來自26國的逾150位科學家簽署《摩納哥宣言》(MonacoDeclaration)，呼吁決策者將CO2排放量穩(wěn)定在安全范圍內，以避免危險的氣候變化及海洋酸化等問題。盡管如此，氣候制度不是全球大氣的“憲法”，目前的氣候制度仍不能充分有效地解決海洋酸化問題。海洋是地球上最大的碳匯，CO2排放量的增加不僅引起全球變暖，還可引起海洋酸化。面對全球變暖和海洋酸化日趨嚴重的形勢，國際社會一致認為，健康的海洋在緩解全球氣候變化中發(fā)揮重要作用。
習題鏈接
練習一
海洋酸化是指由于吸收大氣中過量的二氧化碳，導致海水逐漸變酸的過程。海水酸性的增加，會改變海水的種種化學平衡，使多種海洋生物乃至生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大威脅。海水酸化成為令人擔憂的全球化問題。下表為1985--2010年海水中C02濃度和海水pH值變化統(tǒng)計數(shù)據(jù)表。據(jù)此完成1—3題。
1.1985--2010年后
A.海水中C02濃度不斷增加
B.海水pH值持續(xù)減小
C.后5年海水中C02濃度增加最快
D.海水酸化度與海水中C02濃度呈負相關
2.全球海水pH值發(fā)生變化的主要原因是
A.全球變暖，海水溫度升高
B.火山噴發(fā)的C02，溶于海水
C.海洋中的生物死亡分解
D.人類排放的C02，溶于海水
3.如果全球海洋酸化持續(xù)加重，則造成的影響是
A.珊瑚礁或將消失
B.全球酸雨危害將減輕
C.海洋捕撈資源增多
D.海水物理侵蝕將增強
解析與答案
1.C【解析】根據(jù)表格中數(shù)值分析，海水中C02濃度呈波狀增加，A錯。海水pH值呈波狀減小，B錯。后5年是2005-2010年，海水中C02濃度增加最快，C對。PH值減小，說明酸化度增強，海水酸化度與海水中C02濃度呈正相關，D錯。
2.D【解析】海洋酸化是指由于吸收大氣中過量的二氧化碳，導致海水逐漸變酸的過程。全球變暖，海水溫度升高不是PH值變化的主要因素，A錯。人類排放的C02，溶于海水是主要原因，D對?；鹕絿姲l(fā)的C02，海洋中的生物死亡分解產生C02等影響都較小，不是主要原因，B、C錯。
3.A【解析】如果全球海洋酸化持續(xù)加重，酸性海水影響，珊瑚礁與海水中的碳酸發(fā)生化學反應，或將消失 ，A對。全球酸雨危害將加重，B錯。海洋捕撈資源減少，C錯。海水物理侵蝕與酸性增強無關，D錯。
練習二
海洋酸化是指由于吸收大氣中過量的二氧化碳，導致海水逐漸變酸的過程。海水酸性的增加，會改變海水的種種不平衡，使多種海洋生物乃至生態(tài)系統(tǒng)面臨巨大威脅。海水酸化成為令人擔憂的全球問題。下表為1985年——2010年海水中CO2濃度和海水PH值變化統(tǒng)計數(shù)據(jù)表。據(jù)此完成下題。
（1）分析全球海水PH值發(fā)生變化的主要原因。
（2）如果全球海洋酸化持續(xù)加重，造成的影響有哪些？
解析與答案
【解析】
⑴根據(jù)表格數(shù)據(jù)，全球海水PH值減小，主要是人類生產生活使用礦物燃料排放CO2增多，毀林，尤其是熱帶雨林的破壞，導致植被吸收的C02減少，大氣中C02溶于海水，形成碳酸。
(2)如果全球海洋酸化持續(xù)加重，珊瑚礁或將消失，海洋中生物資源減少，海水對陸地侵蝕將增強，影響地球氣候，導致全球變暖加強。
【答案】
（1）人類生產生活使用礦物燃料排放C02，溶于海水；毀林，尤其是熱帶雨林的破壞
（2）珊瑚礁或將消失；海洋中生物資源減少； 海水對陸地侵蝕將增強；影響地球氣候。
練習三
閱讀圖文材料，完成下列問題。
材料一 珊瑚礁白化是由于珊瑚失去體內共生的蟲黃藻或共生的蟲黃藻失去體內色素而導致五彩繽紛的珊瑚礁變白的生態(tài)現(xiàn)象。1998年和2002年曾兩度發(fā)生過嚴重的珊瑚白化事件。到了2014年，由于全球溫度上升了0.9℃，珊瑚白化現(xiàn)象又一次大規(guī)模出現(xiàn)。2015年，由于白化，澳大利亞大堡礁淺水區(qū)67%的珊瑚不幸死亡。
材料二 世界某兩大相鄰區(qū)域示意圖。
（1）說出防止珊瑚礁白化現(xiàn)象出現(xiàn)應采取的措施。
（2）試分析A、B兩地氣候類型相同但降水有明顯差異的原因。
（3）比較7月份C、D兩個海峽的風浪大小，并說明理由。
解析與答案
【解析】
（1）由材料“由于全球溫度上升了0.9℃，珊瑚白化現(xiàn)象又一次大規(guī)模出現(xiàn)”可知，導致珊瑚白化現(xiàn)象的重要原因是全球氣候變暖。因此防止珊瑚礁白化現(xiàn)象出現(xiàn)應采取的措施應考慮如何控制溫室氣體的排放。
（2）影響降水的因素首先應考慮大氣環(huán)流因素，其次考慮地形和洋流因素。A處緯度低，1月份，澳大利亞大陸比海洋升溫快，形成低壓中盡；隨著太陽直射點的南移，北半球的東北信風超過赤道偏轉成為西北風；西北風經(jīng)過海洋攜帶大量暖濕水汽，給A地帶來豐富的降水，形成濕季。B處緯度高，7月份，氣壓帶風帶向北移動，西風帶影響B(tài)地，給B地帶來降水，形成濕季。洋流和地形對二者降水的影響不大。
（3）海峽處風浪的大小主要應考慮狹管效應。D海峽西北－東南走向與西風帶風向基本一致；海峽西寬東窄，呈喇叭口狀，狹管效應顯著，風力強勁，多大風大浪；除此之外，澳大利亞大陸對西風有阻擋作用，減弱C處風力。
【答案】
（1）減少化石燃料的燃燒；優(yōu)化能源消費結構，開發(fā)利用新能源；植樹造林；加強宣傳教育，樹立環(huán)保意識；發(fā)展清潔燃料技術；回收利用CO2和CH4等溫室氣體；加強國際合作；制定法律法規(guī)，實現(xiàn)達標排放。
（2）1月份，澳大利亞大陸比海洋升溫快，形成低壓中盡；隨著太陽直射點的南移，北半球的東北信風超過赤道偏轉成為西北風；西北風經(jīng)過海洋攜帶大量暖濕水汽，給A地帶來豐富的降水，形成濕季。7月份，氣壓帶風帶向北移動，西風帶影響B(tài)地，給B地帶來降水，形成濕季。
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