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第二章 二度
酸溜溜的海洋

過去一百年多來產生的溫室氣體,不僅改變了氣候,也開始改變全球最大的生物棲息地-海洋的現況。每當你我搭乘飛機或使用冷氣時,所排出的二氧化碳至少有一半被海洋吸收。表面上看來,這也許是大自然傾倒二氧化碳的好去處,然而海洋的化學變化機制,是既複雜且相當敏銳微妙的。

天然海水本來呈弱鹼性,容許各種海洋動植物長出由碳酸鈣形成的石灰質外殼。不過,二氧化碳一旦溶入海水中,就會變成碳酸,屬於一種弱酸,就像你每吞下一口汽水,立刻在嘴裡產生氣泡一樣。若能喝上一瓶「沛綠雅」(Perrier,法國氣泡礦泉水),固然令人心曠神怡,但如果全世界的海洋大量湧出這種氣泡,情況可就不妙了。事實上,這正在發生:由於人為因素,海水的酸鹼值(亦稱pH值,一般情況下,數值高於7代表鹼性,數值低於7代表酸性)已下降0.1個單位。卡內基學院(Carnegie Institution)全球生態系教授肯.卡爾戴拉(Ken Caldeira)說:「現階段二氧化碳注入海洋的速率,幾乎是正常情況的50倍。未來不到一百年內,海水酸鹼值可能減少半個單位,從原來的8.2掉到7.7左右。」這數字聽起來也許不多,但酸鹼值下降0.5個單位,就表示酸度增加了5倍。而且就算大氣層中的二氧化碳含量終於穩定下來(可能是人類對暖化效應產生警覺),但因為海水循環的速度至為緩慢,海洋化學變化的過程仍將持續數千年之久。

2005年6月,英國皇家學會(Royal Society)曾以這個科學研究領域為題,發表一篇重要報告,並提出幾個令海洋生物學家寢食難安的問題。首先最重要的問題是,縱使二氧化碳的排放量在本世紀內大幅降低(表示氣溫將上升不到2℃),不過大約從2050年以後,生活於廣闊的南大洋(Southern Ocean,位於南極附近,又稱南冰洋,Antarctic Ocean),以及部分太平洋之中有碳酸鈣外殼的介貝類生物,仍將蒙受其害。當然,假如二氧化碳的排放量持續提高,全球大部分的海水都將會變得過酸,讓介貝類的性命更是難保。

海水酸化最大的受害者,當屬海洋食物鏈最基層的浮游生物。雖然每個浮游生物的體積都很小(橫切面寬度只有幾千分之一公釐),不過像球菌藻(coccolithophores)這類能行光合作用的浮游藻,可說是地球上最重要的植物資源,總共為生物圈提供高達1/2的基礎生產力(primary production),另外一半則由陸地上所有的植物製造。浮游藻經常大量繁殖,以至於將海洋表面染成綠色,連從太空中都能輕易拍下壯觀畫面。而生長得最茂盛的海域,也正是全球各地的海上糧倉,從鯖魚到座頭鯨等所有的高等海洋動物,皆須仰賴浮游藻生存。但是,像具有碳酸鈣組織的球菌藻,就會特別容易受海洋酸化侵蝕。科學家曾以人工方式將大量溶解的二氧化碳,用幫浦灌進挪威峽灣來模擬未來的海洋情況,結果膽戰心驚地目擊球菌藻的組織先是遭到腐蝕,接著就完全分解。

海水酸化也會直接影響其他海洋動物,例如螃蟹及海膽都需要靠外殼保護才能生存,魚類的鰓部更是對水中化學物質十分敏感,就像人類肺部對空氣極度敏感一樣。貽貝(又名淡菜)與牡蠣均為重要經濟資源,也在全球海岸生態系統扮演要角,然而到本世紀末,牠們可能都已無法長出堅硬的外殼來,如果大氣層的二氧化碳濃度高達1800ppm(ppm為「百萬分率」,意指每100萬公升的空氣中,含有1800公升的二氧化碳),甚至就會完全溶解。還有已經嚴重白化的熱帶珊瑚,也將因為海水愈來愈酸而逐漸腐蝕。在2090年,前往某座珊瑚礁上走一遭,說不定會被你踩垮,而要是有船隻不慎觸礁的話,船身非但不會如往常被撞裂,反而可能在已經衰弱像海綿般的脆弱礁石中直接破浪前進。科學界在描述這些人類危害海洋的後果時,絕非誇大其詞。如同一位海洋生物學家所說的,「我們正面臨非常巨大的風險,一百年後海洋化學演變的情況,恐怕沒有任何地質史的紀錄可供比擬,而許多重要的海洋生物也可能無法適應這種變化。」

浮游藻也是全球碳循環的關鍵角色,若全部集合起來,便是地球上最大的碳酸鈣製造者,隨著石灰質外殼大量沈入海底,即可防止數十億公噸的二氧化碳進入大氣層中循環。這個過程由來已久,英國南部許多斷崖與丘陵地帶的石灰岩,最初便是由大量死於白堊紀(Cretaceous)時期的球菌藻腐爛後的淤泥堆積而成。不過,當海水愈來愈酸之後,這部分關鍵的碳循環將會嘎然而止。如此一來,能夠修復和消除碳的浮游生物減少了,代表又會有更多的二氧化碳滯留在海洋與空氣中,令海洋酸化問題雪上加霜。

浮游藻同時也是氣溫上升的直接受害者,因為水面暖化後,會讓海洋停止源源不絕供應浮游藻需要的養分,再加上酸化,目前已能發現此種變化。2006年,一群科學家發現隨著氣候逐漸暖化,導致浮游藻的繁殖量在1年之內減少了一億九千萬公噸。暖化與酸化,兩種現象合起來便意味著海洋生產力遭到雙倍重擊。丹麥奧爾胡斯大學(Aarhus University)的海洋生物學教授,凱瑟琳.理查森(Katherine Richardson)表示:「這些海洋生物對人類最大的貢獻,在於將人類製造的二氧化碳吸收了一半。如果將其趕盡殺絕,這個碳吸收的過程就會終止。我們正在改變海洋的化學機制,卻渾然不知會造成什麼後果。」

海洋酸化招致浮游藻絕跡,有如將除草劑噴灑在世界各地大部分的植物生長區(包括熱帶雨林、溫帶草原、北極苔原等),也會釀成同樣嚴重的悲慘災厄。就像全球暖化加速會導致沙漠擴張,海洋暖化與酸化也會造成海洋沙漠擴散,帶來永無止境的劫難。
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