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北冰洋成举世海洋酸化“放大镜”

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  工作人员在冰站取样品。欧阳张弦摄

  航程多海里,实施我国第九次北极科学稽核的雪龙号9月26日回到母港位于上海的中国极地主题码头。

  

  在本次科考中,科考队以雪龙号为平台,环绕海洋酸化等热点问题,举行了深入全航程监测。

  什么是海洋酸化?在北冰洋开展海洋酸化研究有何格外意义?目前北冰洋酸化研究存在什么艰巨?科技日报记者就此采访了关联人士。

  全航程监测北冰洋海水ph值

  和举世变暖祸出同因, 海洋酸化同样源于人类向大气过量排放的二氧化碳。

  差异的是,举世变暖是由于排入大气中的二氧化碳温室效应作用,海洋酸化是溶入海水中的二氧化碳和水产生化学反应,发作大量碳酸根和氢离子,形成北冰洋汽水。

  跟着溶于海水的二氧化碳不断添补,海水ph值和碳酸钙饱和度持续低落。

  走航观测是本次海洋酸化研究的一个要紧构成部分。正因如此,对自然资源部海洋三所助理研究员祁第来说,从上海出发,源委日本海、鄂霍次克海、白令海,直到北冰洋高纬海区,以及自北冰洋返回上海,雪龙号69天的航程具有格外意义。

  船开出去后,借助船体加装的高精度ph走航观测系统,每隔20分钟,我们就能获取表层海水的高时空分辨率数据,发端统计,此次北极科考获取了两千多个点的、跨越多个经纬度的北极大空间尺度的高分辨ph走航数据。

  祁第奉告记者。

  海洋酸化是个很迟钝的过程,倘若精度不高这种变化根本看不到。祁第说,这次科考中除了ph走航系统能举行全航线监测外,还设置了40多个水文站位。水文站位采样,是将重达200多公斤的ctd纳入海中举行关联作业。ctd由24个10升的采水瓶和一些测试仪器构成。每低落到必定深度,采水瓶会自动收集海水样品。船上实验室的电脑也会实时采纳并体现仪器观测到的海洋数据。

  

  祁第奉告记者,此次作业中,ctd下沉至4000多米的海底,一般需源委4个多小时,本事完毕作业。即使采样工作量大,倒是获取海洋全水深酸化数据的最可靠手段。另外,水文站位的表层数据还能够和走航数据举行比对改正,保证了走航观测数据精度的可靠性。

  为领悟海冰掩盖下的海水酸化状况,本次稽核设置了9个短期冰站和1个持久冰站。当船达到某一个冰站,工作人员将搭乘从船上放下的小艇,行至浮冰上,借助冰芯钻取及收集手段、半自动采水系统收集样品,并运用海洋环境多参数分析仪,现场分析温度和盐度。

  但冰站作业倒是探究海冰融化驱动酸化机制的最直接办法。

  酸化比太平洋或大西洋等快4倍多

  1999年,经国务院照准,我国首次北极科学稽核队搭乘雪龙号极地科学破冰船首航北冰洋。

  当年的科考任务中,把如今仍不被很多人所熟谙的海洋酸化研究插手其中,正是时任领队兼首席科学家陈立奇研究员主持。

  上世纪80年代,当作我国最早选派到美国学习举世变化科学的学者之一,陈立奇参加了海气实验策画的举世策画。大量实践和研究使他机警地意识到,人类活动对举世变化的作用,已经挨近并赶过自然变化的强度和变率。

<1的时间,从每百年单位加入每十年。   谈及研究的初衷,陈立奇回忆,当时的猜度是,在这种举世变化背景下,当作生态系统结构单一、对气候和环境变化也最敏感的地区,北冰洋会首先感觉到这种酸化加速并被放大。 <7倍。北极飞快升温导致北冰洋海冰大量融化,每年夏季宽阔水域赶过1000万平方公里,高浓度的二氧化碳便利入侵北极海水,导致其上层水体的酸度升高。   与此同时,举世变化和北极变暖引起的北极海洋环流和大气模态反常,让北冰洋酸化雪上加霜。   北冰洋海冰掩盖面积飞快撤退,诱发太平洋指导腐蚀性的酸化海水大范围入侵,这也是导致北冰洋酸化海水飞快扩张的最重要原因。   如今多项研究已说明,北冰洋是举世海洋酸化领头羊。 <5%速度飞快扩张,并预估酸化水体将在本世纪中叶掩盖整个北冰洋。   构成举世观测网,用数据讲话   2016年,一则新闻引发存眷。   在澳大利亚东部海岸绵延2300公里的国宝大堡礁,由于珊瑚大规模白化,已导致北部和中部区域约35%的珊瑚逝世或濒临逝世。白化现象最沉重的部分珊瑚礁中,一半以上珊瑚已经逝世;剩余珊瑚中有一部分无法从白化复兴正常,逝世比例将进一步高涨。   海洋酸化带来的影响冲破了地理边界。   在北冰洋,翼足目类海螺是北冰洋食物链中要紧的一环,是北极三文鱼和鲱鱼要紧的食物。   2013年颁布的《北极海洋酸化评估:决策者摘要》,指出北极海洋正在酸化,并对海洋生物和渔业资源构成威胁。      祁第解释,在ph值较低的海水中,为了保护自己,这些钙化生物会长得越来越小、外壳越来越厚。当作饵料,它们的价值也会低落,这将影响渔业和水产养殖等,进而过程食物链损坏整个生态系统。   从时间横轴来看,从第三次北极稽核动手,我国北极科考酸化研究安置了船载走航二氧化碳观测系统,不但能够观测海洋摄取二氧化碳的量和潜力的变化,还能够为评估海洋酸化供应要紧数据;基于中美国际合作,第四次北极科考开发的净群落生产力走航观测系统,扩展了生物过程对海洋酸化的影响研究和贡献评估。      祁第示意,当前海洋酸化演化成举世生态环境危机,即使在北冰洋开展海洋酸化研究有着一叶而知秋的要紧意义,但也面临重重艰巨,数据是一大瓶颈。   目前来自欧盟、美国、加拿大、日本和韩国等的科学家,都对北冰洋海洋酸化的研究赐与了高度存眷,并对北极陆架海域和南部海盆海水的酸化状况、海冰融化、生物过程、太平洋冬季水入侵影响等举行了研究。   面对举世大洋研究最为匮乏的区域之一,这些国家的科研人员同样受困于高时空尺度的数据。   几年前我国提出了以北冰洋和北太平洋酸化为重点海区的观测网策画(npaoa-on)。我们对北冰洋酸化的研究表白,在举世气候变化驱动下的海洋酸化没有国界,人类必要携手聚焦典型海域酸化实时监测,构成举世观测网并对酸化趋势和影响评估,拔取应对和减缓措施,以修建保障海洋生态屏障。   陈立奇说。   此次科考中,我国同样邀请了法国、美国科学家,乘坐雪龙号收集海洋酸化数据,就这一举世环境热点问题开展科学合作。   就目前的研究而言,海洋酸化的阻碍后果仍难以评估。但祁第能够肯定的是,要领悟酸化对海洋生态系统意味着什么,必要用数据讲话,开展持久监测研究。(陈 瑜)