二氧化碳是存在于大气中的一种常见气体。通常情况下,地球的碳循环通过 "地球的呼吸 "维持着大气、陆地和海洋中的碳的自然平衡。然而,人类活动如化石燃料的排放正在打破碳循环的平衡,导致气候变化,如增加温室效应和海洋酸化。

因此,要了解海洋酸化的后果,首先要回顾一下碳循环。我在这里写过这个问题1.

温室效应使地球上的生命得以存在,它将热量截留在大气中,使地球变暖。我在这里展示了它是如何工作的1.然而,尽管它很重要,但二氧化碳的增加已经把它变成了一个问题。

但并非所有多余的二氧化碳都停留在大气中。科学家们估计,海洋吸收了人类活动产生的所有二氧化碳的三分之一。海洋从大气中清除二氧化碳有助于推迟气候变化的程度。然而,这种好处也是有代价的。

二氧化碳和海洋的化学成分

一旦溶解在海水中,二氧化碳与水(H2O)反应,形成碳酸:H2CO3。CO2 + H2O ↔ H2CO3。碳酸迅速溶解,形成H+离子(一种酸)和碳酸氢盐HCO3-(一种碱)。海水中天然含有另一种碱,即碳酸根离子(CO3-2),它像一种抗酸剂,中和H+,形成更多的碳酸氢盐。净反应看起来像这样。CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-

海洋酸化2

二氧化碳的吸收从根本上改变了海洋的化学性质,引发了使海水更加酸化的反应,这种现象被称为海洋酸化。事实上,海洋的酸度已经比工业时代开始时高出近30%。 这是一个比化石记录中看到的更大更快的变化,至少可以追溯到80万年前,在化石记录中出现脊椎动物和植物之前。

海洋酸化

海洋酸化将如何影响海洋生物,如鱼类、珊瑚和贝类?

随着氢离子浓度的增加,水变得更加酸性。除此之外,碳酸根离子的含量也会减少。

一些额外的氢离子与碳酸盐离子反应,形成更多的碳酸氢盐。随着碳酸盐的减少,这些生物,如珊瑚和蛤蜊,更难建立和维持它们的外壳和骨架。酸度的增加甚至会导致一些碳酸盐外壳和骨架的溶解。氢离子与固体碳酸钙反应,并将其转化为可溶性的碳酸氢盐和钙离子。

在构成浮游生物的微小植物和动物的混合物中,生活着一种叫做翼足类的微小海蜗牛。尽管翼足类的体积很小,但它们是许多物种的重要食物来源,包括鱼类、海豹和鲸鱼。但是翼足类动物有精致的碳酸钙外壳,很容易受到海洋酸化的影响。在一系列的实验中,翼足目动物的外壳被放置在预计2100年南大洋的pH值(酸度)的海水中。在48小时内,翼足目动物的外壳开始溶解。

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  1. 碳循环和温室效应 - 一个科学的信息图表。

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