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海洋表面下13000英尺有一个酸性区而且它越发更大

(2024-08-14 09:59:51)

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杂谈

海洋表面下13000英尺有一个酸性区而且它越发更大

By Peter Townsend Harris, Mark John Costello

published 33 minutes ago

Rivers & Oceans

到本世纪末碳酸盐补偿深度——一个高压和低温创造它如此酸性溶解贝壳和骨骼条件的区域——可能构成全球海洋的一半。

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(Image credit: stock_colors via Getty Images)

在海洋最深处13100英尺（4000米）以下高压和低温的结合创造溶解碳酸钙的条件，碳酸钙是海洋动物用来制作它们的贝壳的材料。

这个区域被称为碳酸盐补偿深度，而它正在扩大。

这与被广泛讨论的由于海洋吸收来自化石燃料燃烧的二氧化碳的表面水的海洋酸化形成鲜明对比。

但这两者被相互关联：因为海洋中二氧化碳浓度的上升，它的pH值正在降低（变得更酸性），其中碳酸钙溶解的深海区域正在从海底向上生长。

碳酸钙在化学上变得不稳定并开始来溶解的过渡区被称为溶跃面。因为海底是相对平坦的，甚至一个溶跃面上升几米能迅速导致大的饱和不足（酸性）区域。

我们的研究表明了自前工业时代以来该区域已经上升了近100米，本世纪可能进一步上升数百米。

数百万平方公里的海底将潜在的经历一个快速过渡，从而钙质沉积物将变得化学上不稳定的和溶解的。

扩张的边界

溶跃面过渡区域的上限被称为方解石饱和深度，在此深度之上海底沉积物富含碳酸钙，海水被用它过饱和。方解石补偿深度是它的下限，在此深度之下，海底沉积物几乎不含碳酸盐矿物。

海底沉积物的碳酸盐含量在溶跃面内降低，在碳酸盐补偿深度（CCD）以下达到零。在溶跃面上方是方解石饱和深度（CSD），海底沉积物富含碳酸钙。 (Image credit: Mark John Costello and Peter Townsend Harris, CC BY-SA)

方解石补偿深度以下的区域在海洋的不同区域之间很大的变化。它已经占据全球海洋的41%左右。自工业革命以来，该区域对海洋的所有区域已经上升，从在西印度洋几乎没有上升到在西北大西洋中超过980英尺（300米）。

如果方解石补偿深度进一步增加980英尺，它下方的海底面积将增加10%来占全球海洋的51%。

这些地图显示在17个不同区域中暴露到腐蚀性底层水域的海洋面积中的变化。前工业化的方解石补偿深度（CCD）是深蓝色的，在溶跃面以上的区域是浅蓝色的。地图A显示代表今天，地图B显示一个300米的溶跃面上升。 (Image credit: Mark John Costello and Peter Townsend Harris, CC BY-SA)

分明的栖息地

最近的一项研究首次表明了方解石补偿深度是一个生物边界，在它的上下有不同的栖息地。在东北太平洋，方解石补偿深度以上最丰富的海底生物是软珊瑚、脆性恒星、贻贝、海螺、石鳖和苔藓虫，所有这些生物都有钙化的外壳或骨骼。

然而，在方解石补偿深度以下，海葵、海参和章鱼是更丰富的。这种不饱和（更酸性的）的栖息地已经限制5440万平方英里（1.41亿平方公里）海洋中的生命，如果方解石补偿深度要增加980英尺可能扩大另一个1350万平方英里。

除了方解石补偿深度的扩大外，在低纬度区域中的部分海洋正在失去物种，因为海水正在变得太温暖和氧气水平正在下降，这两者也由于气候变化。

因此，海洋物种最宜居的栖息地空间正在从底部（上升的方解石补偿深度）和顶部（变暖）缩小。

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