这可能是一部恐怖片中的剧情:普通的一天清晨,人们醒来后惊恐地发现空气中正在发生着某种化学反应,接着痛觉自己的一部分身体正在溶解。但对于像海蝶这样的小型翼族类海洋生物来说,这样的惨剧正在美国沿海海域不断发生。海洋中的碳含量不断增加,使得海蝴蝶这样生物的贝壳不断溶解,海蝴蝶是微小的海洋蜗牛,它支持着大部分的海洋食物链,靠捕食它生存的鱼类包括粉红鲑鱼、鲭鱼和青鱼。
William Peterson是哲学博士,同时也是海洋暨大气总署(National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA) 西北渔业科学中心的海洋学家,他把这些发现写进和别人合著的论文里,该论文发表在《皇家学会会报,B辑:生物科学》上。他说:“我不希望看到在沿海海域这些小型翼族类海洋生物受如此深的影响长达数十年之久”。
论文中提到,2011年夏季,通过对加利福尼亚州、华盛顿和对俄勒冈州附近海域内的鯱螺(海蝴蝶的一种)进行采样,研究者发现,沿岸海域超过50%的海蝴蝶正在遭受剧烈溶解所带来的损害。而在近海海域也24%的生物个体遭受损害。
Sea butterfly in the Limacina helicina species. Photo by: Russ Hopcroft, University of Alaska, Fairbanks/NOAA. |
由于人类社会不断制造CO2,使海水中的酸性物质含量上升,这导致了象海蝴蝶这样的贝类生物不断溶解。产生CO2的途径有煤炭和可燃性气体还有石油的燃烧,它们燃烧后产生大量CO2被排放到大气层中,而最终大气中所含有的CO2的1/3都被海洋吸收。海洋中CO2含量的上升导致了含钙的碳酸盐含量的下降,这种碳酸盐的晶体形态¬——霰石,是海蝴蝶用来构筑贝壳的材料。还有许多其他物种如珊瑚、甲壳类动物、软体动物和一些浮游生物也需要含钙的碳酸盐。
海洋中酸性物质的含量会随着地域、海水深度和季节的变化而变化,尤其当海底的水流季节性上升时,这种变化尤其显著。有一种现象,当深水区低温的海水被水流推到了海面附近时,霰石会进一步地快速耗尽,这种现象所造成的影响在加利福尼亚附近海域最为严重,从海面到海面下100米的区域内,海水中霰石的最低含量下降了6倍。
海洋学家认为:“从近海海域中生存的鯱螺身上可以看出,溶解部分已经覆盖了它身体表面所有贝壳的部分,而在远离海岸的海域,鯱螺身上只在贝壳的第一圈螺旋纹上发现了溶解的迹象。这表明低酸性的远岸海域中的海水条件对小型翼族类海洋生物的影响还处于早期阶段,而在近岸海域持续时间更久、酸性更强的海水条件导致溶解范围覆盖了海蝴蝶的整个贝壳。”
在工业革命之前,化石燃料燃烧产生的所有CO2带来了深远的影响,研究者估计当时曾有20%的海蝴蝶身上发生了贝壳溶解。现在,这个百分比是当时的两倍多——沿岸海域达到了53%,科学家预测到2050年这片区域将会有70%的海蝴蝶受到影响。
Libby Jewett 是海洋暨大气总署海水酸化研究项目的主导者,她说:“海水酸化将会以某种方式影响海洋生态系统,这种方式就是威胁到我们所依赖的海产资源的持续性,而在海水酸化所带来的变化和影响上的研究很重要,它能使我们更深刻地理解化石燃料燃烧所产生的后果”。
Limacina helicina. Photo by: Russ Hopcroft, University of Alaska, Fairbanks/NOAA. |
有证据证明海水中酸性物质含量的上升,导致海蝴蝶的贝壳不断溶解,这并不是科学家们第一次发现这样的证据。两年前,调查员报告说,在南极洲南面的海域中他们发现海蝴蝶同类鯱螺的贝壳正在溶解。
Geraint Tarling是2012年英国南极洲调查的第一作者,他说:“海蜗牛并非由于贝壳溶解而死亡,然而这使它们更加难以抵御捕食者和疾病。这必然会对食物链的其它部分造成影响。”
事实上,最近的论文中提到:“贝壳在海蝴蝶生殖期内尤为重要”,这表明贝壳是海蝴蝶繁衍的关键,当海蝴蝶个体之间进行精液交换后,需要在它变为受精卵前把它储存起来。
因为海蝴蝶为许多鱼类提供了基本的食物资源,所以科学家认为海蝴蝶数量的减少会对所有其他海洋生物造成损失,这也包括鲸鱼和海鸟
在过去的5千万年中,目前海水酸化的速度比任何时候都快,而未来这种影响将会是灾难性的,以至于前海洋暨大气总署主席Jane Lubchenco称之为“气候变化的恶魔兄弟”。但是海水酸化依旧没有获得媒体的关注而且全球温室气体的排放量还在增加。
引文:
- Bednarsek N, Feely RA,
Reum JCP, Peterson B, Menkel J, Alin SR, Hales
B. 2014 Limacina helicina shell dissolution as
an indicator of declining habitat suitability due
to ocean acidification in the California Current
Ecosystem. Proc. R. Soc. B 20140123.
http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2014.0123