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什么是海洋酸化?

众所周知,人类对化石燃料(煤,石油,天然气)的大量使用直接导致了全球气候变暖,海洋酸化则是另一个鲜为人知的后果。自工业革命以来,化石燃料的大量燃烧,森林的过度垦伐和水泥等原材料的生产,每天,约7900万吨的CO2 被排入大气中,这些人为释放的CO2 约1/3被海洋所吸收,从而造成了海洋酸化现象。海洋在气候变化过程中起着极其重要的调节作用,如果没有海洋对CO2的吸收,目前大气CO2浓度将更高,全球暖化现象也将更为严重。但是直到现在,海洋酸化对海洋生态系统可能产生的影响我们仍然知之甚少,其中较为确定的是:海洋酸化将降低海洋生物(如珊瑚和一些软体动物)的钙质骨骼和贝壳的形成速率,影响其生长。

对“海洋酸化”的定义在字面上存在着一定的误导性,海洋在任何时候都不可能变成酸性(也就是pH 小于7),“海洋酸化”是指海水的pH 下降并在pH范围内向酸的方向变化。目前,海洋平均的pH 为8.1 ,仍然保持弱碱性,但与工业革命前相比已经下降了0.1 个单位,这似乎不是一个很大的变化,但是pH 的量值如同表征地震强度的“里克特”(Richter)一样,也是呈对数变化的,pH下降了0.1个单位,水体中的H+ 浓度就已增加了30%。模型显示,在本世纪末,海洋 pH 将下降到7.8,这也是海洋生态系统近几百万年来所从未经历过的极低的pH值。

 

什么是EPOCA?

 

EPOCA 全名为European Project on OCean Acidification,是EU FP7 综合计划的一部分,已于2008年6月正式启动,为期4年。建立该计划的主要目的在于增进我们对生物学、生态学和生物地球化学等学科的认识和了解,以及增强社会对海洋酸化现象的认知度。

EPOCA 计划的研究团队由来自10个欧洲国家(比利时、法国、德国、冰岛、荷兰、挪威、瑞典、瑞士、英国)的32个研究机构的160多位科学家组成

计划负责人:Jean-Pierre Gattuso
计划管理:Lina Hansson
技术信息管理:Anne-Marin Nisumaa

 

组织单位

Laboratoire d'Océanographie (CNRS/Université Pierre et Marie curie, Paris 6)

BP 28,

06234 Villefranche-sur-mer Cedex,

France

电话:+33 493 76 38 69
传真:+33 493 76 38 34

 

 

EPOCA 计划的目标:

EPOCA计划的研究内容可分为以下4个主题

首先:EPOCA 计划旨在揭示海洋化学过程和海洋生物区域分布在时间和空间尺度上的变化,古建构模型 (paleo-reconstruction) 的方法将被用于多个研究领域,其中包括有孔虫和深水珊瑚的研究,通过这些方法,我们将分析海洋化学过程(碳酸盐系统,营养物质和痕量金属物质)过去的变化情况,并将这些变化情况与当前海洋化学和生物学已有的研究结果相结合。

其次,EPOCA 计划将致力于定量研究海洋酸化过程对海洋生物及其系统群落可能产生的影响,其中与气候直接相关的几个重要生物地球化学过程如:钙化作用、初级生产力和固氮作用将通过一系列分析技术进行研究,这些分析技术将涵盖从分子生物学技术到生理学和生态学的多种实验方法。与此同时,多个摄动培养实验(Perturbation experiments)将在实验室内和海上现场同时开展,此外,还将根据海洋生物体本身所具有的生态学意义,生物地球化学特性和社会经济价值,选择其中关键物种进行研究。

第三,EPOCA 的模型部分将把海洋酸化对化学,生物学以及生物地球化学过程的影响整合到生物地球化学模型、沉积物模型和海洋-大气耦合模型中去。其中将特别关注的是:C, N, S, Fe这些物质循环在生理学响应方面所发生的变化,以及这些变化对未来气候变化可能产生的影响或者被影响的程度。

最后,EPOCA 将从分子、细胞、个体、局地和全球尺度,评估海洋酸化的不确定性、风险及其临界值。同时也将进一步分析CO2可能存在的排放渠道,表征当前的CO2排放状态,以检测是否当前的排放量已经超过最大限度而对海洋环境和地球系统构成危险,尽可能避免这种极限状态的出现。

 

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