海洋和陸地植被吸收二氧化碳的能力決定了氣候變化。紐約哥倫比亞大學(xué)薩瑪·卡提瓦拉博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),海洋作為二氧化碳存儲(chǔ)器可能已經(jīng)超負(fù)荷了,越來(lái)越多的二氧化碳被陸地植被所吸收。
這篇刊登于近期《自然》雜志的論文指出,為了研究海洋吸收二氧化碳的歷史變化情況,科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)模型,考慮的因素包括海水的鹽度和溫度,甚至洋流的影響等,在收集分析了大量的數(shù)據(jù)后,科學(xué)家們成功地追溯和計(jì)算出了自工業(yè)革命以來(lái)海洋每年吸收的二氧化碳量。研究結(jié)果顯示,從1765年到2008年,海洋吸收和固化了大約5130億噸人類燃燒化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳。
海洋吸收二氧化碳大部分靠物理溶解。其次是化學(xué)反應(yīng),二氧化碳與水和礦物質(zhì)生成碳酸鹽。另外,藻類等生物有機(jī)體也可以依靠光合作用消耗大量二氧化碳。這些生物死后,轉(zhuǎn)化的碳物質(zhì)會(huì)隨之沉積到海底。不過(guò),不同地區(qū)的海洋吸收二氧化碳的能力是不一樣的。大約40%的二氧化碳被極地海洋吸收,原因是二氧化碳在冷水中的溶解度高于溫水。被海水吸收的二氧化碳再通過(guò)洋流重新分布到世界各地,因此不同海域的二氧化碳濃度也各不相同。
從1950年開始,海洋吸收二氧化碳的量逐漸增加,這可能是因?yàn)槎趸荚诳諝庵械暮咳找嬖黾拥木壒?。不過(guò),2000年以后,盡管海洋吸收的二氧化碳從絕對(duì)值來(lái)看并沒(méi)有減少,但與陸地植被相比,吸收比例卻有所下降。究其原因有兩個(gè):一是溫度升高降低了海水的二氧化碳溶解度;二是人們給海洋的二氧化碳越多,海水的酸性就越強(qiáng),它吸收二氧化碳的能力相應(yīng)就減弱了。
通過(guò)研究,科學(xué)家們還反推出了陸地生物圈存儲(chǔ)二氧化碳的量:那些既沒(méi)有含在大氣中,也沒(méi)有被海洋吸收的二氧化碳,就是被陸地植被所吸收的。不過(guò)研究的結(jié)果令人吃驚:直到1940年,陸地植被吸收的二氧化碳才超過(guò)它所產(chǎn)生的,原因是一直以來(lái)的刀耕火種和燃燒柴火產(chǎn)生了大量的二氧化碳。也就是說(shuō),只有在1940年之后,陸地植被才開始發(fā)揮二氧化碳存儲(chǔ)器的作用。比起它的排放,陸地植被今天多吸收了大約40億噸二氧化碳。其中一個(gè)原因可能是空氣中二氧化碳濃度的增加刺激了植物的生長(zhǎng)。在某種程度上,二氧化碳也是一種肥料。但這種效果是否與溫度升高有關(guān)還不清楚。有的科學(xué)家認(rèn)為,如果地球大氣的溫度再升高2攝氏度,施肥效應(yīng)就會(huì)喪失。
海洋在氣候變化中起著重要的作用,人類制造的二氧化碳有20%到30%被海洋吸收了。但是,通過(guò)這種方式從大氣中減少溫室氣體的比例在下降??ㄌ嵬呃┦繌?qiáng)調(diào),將來(lái)我們不能再像以前那樣依賴海洋和陸地的存儲(chǔ)功能了,而是必須遏制對(duì)化石燃料的過(guò)度需求。
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