苏黎世联邦理工学院的科学家领导一个国际研究项目确定了1994~2007年间海洋吸收的人为二氧化碳排放量。并非所有在化石燃料燃烧过程中产生的二氧化碳都留在大气中从而导致全球变暖,海洋和陆地生态系统从大气中吸收了相当数量的人为二氧化碳排放量。
海洋分两步吸收二氧化碳:首先,二氧化碳溶解在表层水中。之后,海洋的翻转环流将其重新分布:洋流和混合过程将溶解的二氧化碳从表层输送到海洋的内部,并随着时间的推移积累起来。
这种翻转环流是海洋二氧化碳吸收的驱动力。如果没有这个碳汇,我们大气中的二氧化碳浓度和人为气候变化的程度将会大大提高。
长期以来,确定海洋吸收的人为二氧化碳份额一直是气候研究人员的首要任务,研究人员发现1994~2007年间海洋从大气层中吸收了34亿吨(数十亿公吨)的人造碳。这一数字相当于在此期间所有人为排放二氧化碳的31%。
与前200年相比,海洋吸收的二氧化碳百分比保持相对稳定,但绝对数量大幅增加。这是因为只要二氧化碳的大气浓度上升,海洋的碳汇就会或多或少地按比例增强:大气中的二氧化碳越多,海洋吸收的二氧化碳越多,直到最终饱和。
虽然总体结果表明,人造二氧化碳在海洋中存在完整的碳汇,但研究人员还发现,在不同的海洋盆地中,大气二氧化碳浓度上升与所预期的吸收相差很大。例如,北大西洋在1994~2007年期间吸收的二氧化碳比预期减少了20%。“这可能归因于20世纪90年代末北大西洋经向翻转环流的减缓,而这本身极有可能是气候变化的结果。”Gruber解释道。但是,北大西洋较低的碳汇被南大西洋的大量吸收所抵消,因此整个大西洋的吸收量按预期发展。
通过减缓全球变暖的速度,人造二氧化碳的海洋汇为人类提供了一项重要的服务,但它也付出了代价:溶解在海洋中的二氧化碳使海水酸化。Gruber说:“我们的数据显示,这种酸化作用深入海洋内部,部分延伸到3000多米的深处。”
这可能对许多海洋生物造成严重后果。碳酸钙在酸化的环境中会自动溶解,对贝壳和骨骼由碳酸钙构成的贻贝和珊瑚构成威胁,海洋化学成分的变化也会影响诸如鱼类呼吸等生理过程。Gruber确信:“记录人类活动给海洋带来的化学变化是至关重要的,尤其是要了解这些变化对海洋生物的影响。”
(侯颖琳 编译;於维樱 审校)