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我国科学家揭示北冰洋快速海洋酸化机理

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  • 发布日期:2017/03/02 10:49:48
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  • 来源:中国海洋在线
  • 作者:岳宝彩


227日,国际著名学术刊物《自然·气候变化》在其网上刊登了题为《西北冰洋酸化水体快速增长》的学术文章。该研究是国家海洋局第三海洋研究所陈立奇研究员领导研究团队在北冰洋研究中的又一重要发现。

  此项研究基于我国北冰洋科学考察的最新航次数据,结合多年的历史资料,发现过去20年来西北冰洋海洋酸化面积在快速扩大,250米的上层酸化水体从1994年只占总面积的5%一直扩张到2010年的31%。这是全球大洋中第一个直接观测到上层海洋如此大范围长时间地出现酸化海水快速扩张的现象。科学家预测2035年左右北冰洋会出现无海冰夏季,到那时酸化水体将覆盖整个北冰洋表层,更严重的是整个西北冰洋这种酸化水将以每年大约1.5%速度向下扩展到250米以下的深度。

  据了解,该论文通讯作者为陈立奇,他是海洋三所海洋大气化学与全球变化重点实验室研究员,我国北冰洋海洋酸化研究项目的首席科学家;论文的第一作者为陈立奇指导的学生祁第博士。团队的国际合作作者和机构包括美国特拉华大学蔡卫君教授、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)全球海洋酸化观测网首席科学家理查德·菲利教授,以及来自厦门大学和瑞士哥德堡大学等研究机构的科学家。团队通过对连续20年的现场观测数据的精确分析和论证,证明了全球气候变化和全球变暖是北冰洋酸化水体快速增长的主要驱动力。

  “北极地区是全球对气候变化最敏感的地区,过去20年来出现快速变化。”陈立奇介绍,“北极地区平均温度升高是地球平均升温的2倍多,北极快速升温导致了北冰洋海冰快速融化,每年夏季三分之二面积的海冰溶化使开阔水域达1000多万平方公里,大量人为二氧化碳通过大气进入北冰洋,导致上层水体的酸碱度降低,也就是北冰洋的酸化现象。”

  “北冰洋是第一个我们观察到的如此迅速且大范围酸化加重的海洋,这比在太平洋或者大西洋观测到的结果要快4倍以上。”蔡卫君介绍说,“目前还不清楚北冰洋酸化的程度以及变化速率,我们一直关注着并持续开展对这些关键科学问题的研究工作。”

  祁第告诉记者:“我们通过化学示踪和模型模拟,对20年来观测数据进行了精密地分析和酸化水体形成机制及驱动机理研究,发现全球气候变化引起了北冰洋环流模式异常、全球变暖引发北冰洋海冰覆盖面积的快速后退等驱动着太平洋冬季水(携带‘腐蚀性’的酸化海水)大范围入侵,导致了西北冰洋酸化水体快速扩张,并以每年1.5%截面积的速率增长,预估到2055年整个西北冰洋将被‘腐蚀性’的酸化水所覆盖。”

  “西北冰洋快速海洋酸化对海洋生物具有重要影响,尤其是蛤蚌、贻贝、海螺等钙质外壳生物,在快速酸化的水体中,它们将更难形成或维持其外壳。”理查德·菲利介绍说,“此外,翼足目类海螺是北冰洋食物链中重要的一环,是北极三文鱼和鲱鱼重要的食物,其总量下降将对北冰洋生态系统造成严重影响。”