2月27日,國際著名學術刊物《自然·氣候變化》在其網上刊登了題為《西北冰洋酸化水體快速增長》的學術文章。該研究是國家海洋局第三海洋研究所陳立奇研究員領導研究團隊在北冰洋研究中的又一重要發現。
此項研究基于我國北冰洋科學考察的最新航次數據,結合多年的歷史資料,發現過去20年來西北冰洋海洋酸化面積在快速擴大,250米的上層酸化水體從1994年只占總面積的5%一直擴張到2010年的31%。這是全球大洋中第一個直接觀測到上層海洋如此大范圍長時間地出現酸化海水快速擴張的現象。科學家預測2035年左右北冰洋會出現無海冰夏季,到那時酸化水體將覆蓋整個北冰洋表層,更嚴重的是整個西北冰洋這種酸化水將以每年大約1.5%速度向下擴展到250米以下的深度。
據了解,該論文通訊作者為陳立奇,他是海洋三所海洋大氣化學與全球變化重點實驗室研究員,我國北冰洋海洋酸化研究項目的首席科學家;論文的第一作者為陳立奇指導的學生祁第博士。團隊的國際合作作者和機構包括美國特拉華大學蔡衛君教授、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)全球海洋酸化觀測網首席科學家理查德·菲利教授,以及來自廈門大學和瑞士哥德堡大學等研究機構的科學家。團隊通過對連續20年的現場觀測數據的精確分析和論證,證明了全球氣候變化和全球變暖是北冰洋酸化水體快速增長的主要驅動力。
“北極地區是全球對氣候變化最敏感的地區,過去20年來出現快速變化。”陳立奇介紹,“北極地區平均溫度升高是地球平均升溫的2倍多,北極快速升溫導致了北冰洋海冰快速融化,每年夏季三分之二面積的海冰溶化使開闊水域達1000多萬平方公里,大量人為二氧化碳通過大氣進入北冰洋,導致上層水體的酸堿度降低,也就是北冰洋的酸化現象。”
“北冰洋是第一個我們觀察到的如此迅速且大范圍酸化加重的海洋,這比在太平洋或者大西洋觀測到的結果要快4倍以上。”蔡衛君介紹說,“目前還不清楚北冰洋酸化的程度以及變化速率,我們一直關注著并持續開展對這些關鍵科學問題的研究工作。”
祁第告訴記者:“我們通過化學示蹤和模型模擬,對20年來觀測數據進行了精密地分析和酸化水體形成機制及驅動機理研究,發現全球氣候變化引起了北冰洋環流模式異常、全球變暖引發北冰洋海冰覆蓋面積的快速后退等驅動著太平洋冬季水(攜帶‘腐蝕性’的酸化海水)大范圍入侵,導致了西北冰洋酸化水體快速擴張,并以每年1.5%截面積的速率增長,預估到2055年整個西北冰洋將被‘腐蝕性’的酸化水所覆蓋。”
“西北冰洋快速海洋酸化對海洋生物具有重要影響,尤其是蛤蚌、貽貝、海螺等鈣質外殼生物,在快速酸化的水體中,它們將更難形成或維持其外殼。”理查德·菲利介紹說,“此外,翼足目類海螺是北冰洋食物鏈中重要的一環,是北極三文魚和鯡魚重要的食物,其總量下降將對北冰洋生態系統造成嚴重影響。”