科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)最新研究发现,到本世纪末,随着海洋酸化为生命创造了一个更浅的地平线,南大洋的海洋微生物可能会发现自己陷入致命的困境。
建模研究,发表在《自然气候变化预测,在目前的二氧化碳排放速度,一些带壳的生物可以生存的深度将会收缩从平均1000米今天只有83米的2100年,大幅减少可行的栖息地。
在局部地区,这种急剧下降可能在短短一年的时间内突然发生,它可能对海洋食物网造成重大影响,并导致整个海洋生态系统的级联变化,包括破坏至关重要的全球渔业。
酸化发生在海洋吸收由燃烧化石燃料产生的大气二氧化碳(CO2)的时候。这种吸收改变了水的化学性质,降低了pH值,减少了可用碳酸盐的数量,而珊瑚和翼足类等微生物正是利用碳酸盐来建造它们的碳酸钙外壳。
“随着酸化的进行,这些钙化的生物体将很难建造和维持它们的外壳,”该研究的通讯作者、CU Boulder大学大气和海洋科学系(ATOC)和北极和高山研究所(INSTAAR)的教授Nicole Lovenduski说。“在未来,一袋腐蚀性的水将位于地表以下,这将给主要生活在地表的生物群落带来困难。”
“这项研究表明,我们目前的二氧化碳排放量不仅影响着南大洋的化学成分,还影响着它的食物网结构,”美国国家科学基金会海洋科学部门的项目主任西蒙妮·梅茨(Simone Metz)说。该部门资助了这项研究。
南大洋特别容易酸化,因为较冷的海水增加了二氧化碳的溶解度,以及持续的上涌使富含碳的水接近海面。
这项研究由当时的科罗拉多大学博尔德分校本科生研究助理加布里埃尔·内格雷特-加西亚(Gabriela Negrete-Garcia)领导,利用社区地球系统模型(Community Earth System Model, CESM)的数据,预测了几种二氧化碳排放假设情景下的海洋酸化,特别关注碳酸钙饱和度的变化。该小组还检查了从以前到南大洋的船只探险中收集的水样。
我们怀疑,以前的研究忽视了浅层的出现,因为它们将来自多个不同模型的数据平均起来,而不是着眼于单个模型的实现,”内格雷特-加西亚(Negrete-Garcia)说。内格雷特-加西亚曾供职于INSTAAR,现在是斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的研究生。
而个人模拟模型的不同阈值的时间变化,与其他一些预测它早在2006年,直到2038年——研究表明,改变可能是不可避免的在南大洋的大部分地区,不管未来的减排努力。
Lovenduski说:“如果明天排放得到控制,这个突然变浅的地平线仍然会出现,即使可能会被推迟。”“这种不可避免性,加上生物体缺乏适应的时间,是最令人担忧的。”
该研究的其他合著者还包括CU Boulder的Kristen Krumhardt、阿拉斯加费尔班克斯大学的Claudine Hauri和挪威北欧研究中心的Siv Lauvset。美国国家科学基金会为这项研究提供了资金。
——文章发布于2019年3月11日