随着海洋酸度不断上升，海洋保护层正在不断侵蚀

人类从未近距离探索过深海的大部分区域。一些潜艇已经探测过深海，但到达海底是一个复杂而昂贵的旅程，而且具有挑战性，因为海床位于三英里多深的水下，会产生巨大的压力。麦吉尔大学地球与行星科学系研究员兼博士生奥利维尔·苏皮斯 (Olivier Sulpis) 表示：“尽管地球表面三分之二以上被海洋沉积物覆盖，但我们对太空的了解比对海底的了解多。”因此，“我们听到的关于人类活动对海底的影响比对珊瑚的影响要少，这仅仅是因为珊瑚白化听起来比海底的泥浆溶解更有吸引力，”他补充道。“想想在谷歌地图出现之前，人类花了几个世纪才绘制出各大洲的地图，就很容易理解为什么探索深海如此困难。”

尽管如此，他和同事们还是找到了一种无需亲身前往海底就能研究它的方法。他们在实验室中重现了海底环境，建造了一些装满沉积物的小盒子，上面覆盖着海水，盒子被置于黑暗中。他们复制了海水温度和化学性质，以及沉积物的成分。通过模拟海底条件，“我们不需要深入海底进行测量，而且节省了一些时间和精力，”苏皮斯说。

他们发现的结果令人担忧。气候变化（特别是化石燃料燃烧排放到大气中的二氧化碳）已经得到证实，它正在使海洋酸化，破坏脆弱的珊瑚礁，扰乱脆弱的海洋生态系统。但麦吉尔大学的科学家发现，二氧化碳也开始漂流到海底，溶解了那些有助于抑制酸化的物质。

“人类已经成为一种地质力量，地球表面没有任何地方找不到人类活动的痕迹，”苏皮斯说。“古气候科学家和地球科学学生已经多次听说和描述了数百万年前的突然气候变化和海洋酸化事件，这些事件导致了世界各地的大规模灭绝。这些事件是由陨石撞击、全球野火、火山爆发等引起的。今天，我们似乎正处于这些灾难性事件的黎明，我们不需要走太远就能找到它的原因。我们每个人都是它的罪魁祸首。”

正常情况下，海底呈白垩色，主要由浮游生物和珊瑚的骨骼和贝壳形成的方解石构成。方解石可以中和二氧化碳的酸性，防止海水过酸。但据《美国国家科学院院刊》上发表的新研究显示，如今，至少在北大西洋和南部大洋等某些热点地区，海洋的白垩床正在变成浑浊的褐色，这是人类活动导致水中二氧化碳含量过高、水酸度过高的结果。研究人员预测，方解石最终将无法跟上酸化的速度，在发挥其作用之前就会溶解。

“海底的方解石就像一颗巨大的抗酸药丸，”苏皮斯说。“当二氧化碳过多时，它就会溶解，从而中和过量的二氧化碳。如果海底的方解石用完了，海洋就会失去抗酸药丸，我们可能会走向可怕的海洋酸化失控状态。”

研究人员测量了沉积物被放置在被海水覆盖的盒子中时溶解的速度。“我们做了几年，最终我们意识到我们对这种溶解反应的了解已经足够充分，可以用简单的数学方程来描述它，”苏皮斯解释说。“如果我们知道那里的化学条件和沉积物性质，我们就可以计算出这些沉积物中方解石的溶解速度。”

他们使用最先进的海洋模型，计算了整个海底方解石的溶解率。这些实验揭示了海洋沉积物中方解石溶解的控制因素。通过比较工业化前和现代海底溶解率，他们可以确定总溶解量中有多少是由人类造成的。

科学家们知道方解石在历史上曾帮助降低海洋酸度。“然而，令人惊讶和担忧的是，这种现象现在已经发生了，”苏皮斯说。“科学家们认为，我们还需要很长时间才能看到由二氧化碳引起的海底方解石溶解。我们知道气候是如何运作的。我们知道海洋是如何运作的，但我们无法预测我们的社会以及我们将如何调整我们的行为以适应这个不断变化的世界。”

这些发现具有深远的影响。“正如气候变化不仅仅与北极熊有关，海洋酸化也不仅仅与珊瑚礁有关，”现任德克萨斯大学奥斯汀分校研究员、该研究合著者戴维·特罗斯曼 (David Trossman) 表示。“我们的研究表明，人类活动的影响在许多地区一直延伸到海底，而这些地区由此导致的酸化加剧可能会影响我们了解地球气候历史的能力。”

在未来的工作中，研究人员计划研究未来几个世纪溶解过程可能如何发展。科学家表示，由于燃烧化石燃料产生的大部分二氧化碳仍留在海洋表面，二氧化碳可能需要几十年甚至几个世纪才能沉入海底。所以一切还没有结束——至少现在还没有，他说。

“幸运的是，我们拥有大量的方解石，而我们能燃烧的化石燃料数量有限，”苏皮斯说。“这并不意味着我们可以肆意制造更多污染——这只是意味着海洋会帮我们清理垃圾，即使这需要数千年……”他补充说，“到那时，我们很可能已经停止燃烧一些化石燃料，要么是因为燃料耗尽，要么——更明智的选择——因为我们会开发替代的可再生能源。”

玛琳·西蒙斯为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合通讯社。