去年 12 月，智利環境和氣候部長卡羅萊納·施密特 (Carolina Schmidt) 在 2019 年氣候大會 COP25 之前的視訊演講中強調，「時間已經不多了」。 「如果全球不應對海洋問題，就不可能對氣候變遷做出有效的全球應對，」她補充道。海洋問題範圍廣泛，從海平面上升和氧氣流失，到水溫升高和整個生態系統的變化。政府間氣候變遷專門委員會 (IPCC) 特別報告報告海洋狀況的未來趨勢令人擔憂，而去年，海洋熱量達到有紀錄以來的最高值。
海洋酸化破壞海洋生態系的完整性
海洋酸化是指海洋變得更加酸性的現象，因為它們繼續吸收大氣中越來越多的碳，而由於人類排放的排放而導致碳的增加。在過去的200年裡，約百分之三十這些總排放量中的一部分已被海洋吞噬，如今，海水仍吸收約25%每年。
當海水與其從大氣中吸收的二氧化碳發生反應時，就會發生海洋酸化，產生更多的酸性化學物質，同時減少海洋生物賴以生存的重要礦物質（例如碳酸鈣）。
海洋的平均表面酸度穩定的數百萬年來，增加了約26%在最後150 年。 「直到 20 世紀 50 年代，上升速度非常緩慢，但從那時起，酸化速度加快了，」自由城海洋實驗室研究主任 Jean-Pierre Gattuso 博士說，法國國家科學研究中心和索邦大學。 「由於人為二氧化碳排放是酸化的主要原因，未來的預測取決於其水平。在一切照舊的情況下，到 2100 年，海洋酸化可能會再增加 150%，」Gattuso 博士補充道。
由於 95% 的近地表海洋受到 pH 值下降的影響，全球範圍內的海洋生態系統越來越感受到酸化效應。 「世界似乎對陸地和大氣中發生的事情著迷，卻沒有意識到地球上的生命完全是海洋的附屬品，而海洋佔了地球上98% 的物種，」丹·拉弗利(Dan Laffoley)博士說， IUCN 世界保護區委員會海洋副主席及其全球海洋和極地計畫海洋科學與保育高級顧問。 「早在 2004 年，我們就預測 [關於酸化] 的事情在 2050 年或 2070 年之前都不需要擔心，現在正在發生。”
減少水中碳酸根離子的含量會導致多種海洋動物失去建造保護殼所需的重要物質。多項研究表明，貽貝、浮游生物或珊瑚礁是受到威脅的主要物種。
熱帶珊瑚礁生態系統佔比不到0.1%海底，但有 100 到 900 萬個物種生活在海底及其周圍。正如科學家預測到本世紀末碳酸鈣含量將會下降，減半由於珊瑚在工業化前集中在熱帶地區，科學家擔心珊瑚可能會從建造模式轉變為溶解模式。雖然它們可能不會縮小，但僅海洋酸化就可能降低它們骨骼的密度，減少多達到 2100 年將達到 20%。酸化削弱了珊瑚礁，使其面臨白化熱浪以及經濟活動的進一步壓力。 「我們正在削弱它們的修復機制，」拉福利博士說。未來20年，科學家報告稱，珊瑚礁可能會迅速退化，對依賴珊瑚礁獲取食物、海岸保護和收入的 5 億人的生計構成挑戰。
酸化也會影響深水珊瑚——例如北大西洋的珊瑚——它們是生物多樣性熱點，是數千隻珊瑚的重要棲息地。種，包括商業蝦、龍蝦、螃蟹、石斑魚和鯛魚。 「他們的骨骼受到侵蝕，就像骨質疏鬆症削弱我們的骨骼一樣，」拉弗利博士說。
尚未完全理解的現象
普利茅斯海洋實驗室 (PML) 的生物海洋學家海倫·芬德利 (Helen Findlay) 博士表示：「有關海洋酸化如何影響某些物種的觀察，該實驗室使用哥白尼氣候變遷服務 (C3S)數據和基礎設施估計海洋過去和未來的酸度。芬德利博士解釋說，這些影響通常與海洋區域有關，在這些區域，深水（自然傾向於更酸性）上升到表面，促進區域酸化。例如，酸性水會損壞或溶解浮游海螺的殼，而浮游海螺是鮭魚等魚類的重要飼料。
但研究表明，物種可以以不同的方式做出反應。 IPCC專家稱，有些物種可能受益於酸化和海洋變暖，並且越來越早地出現在其他物種面前。在整個生態系統中，微小的海洋藻類（或浮游植物，許多海洋食物網的基本飼料）可能會在酸性海水中遭受損害或繁盛。衛星數據哥白尼海洋服務中心對海洋顏色的研究可以讓我們更仔細地了解海洋的二氧化碳吸收情況以及海洋食物鏈可能如何反應。
「哥白尼氣候變遷（C3S）海洋、沿海和漁業（MCF）部門資訊系統（SIS）計畫制定了一系列海洋環境氣候影響指標，其中包括一些與海洋酸化相關的指標，以及一些展示海洋酸化如何影響的工具。 「該計畫的一個主要目標是生產一套支持歐洲氣候變遷調適策略和緩解政策的產品。 C3S-MCF 計畫的指標正在被納入 C3S 氣候資料儲存中，預計將在未來幾週內上線。
對生物多樣性的影響
同一現象的影響可能在不同地區呈現不同的面貌。在整個 2000 年代中期，美國太平洋西北地區的孵化場開始出現牡蠣急劇死亡的情況，因為幼蟲受到了酸化水;重要的沿海貝類產業受到嚴重打擊。在加拿大，科學家預計太平洋沿岸酸化將讓位給有毒藻類越來越多，損害貝類，甚至影響魚類、海鳥和海洋哺乳動物。他們還預計，一種殺死魚類的藻類可能會在酸性更強的水域中贏得更多領土，威脅到當地的鮭魚養殖業。
在歐洲，法國、義大利、西班牙和英國等大西洋沿岸的大型軟體動物生產國預計將遭受損失最到本世紀末免受酸化影響。數據來自哥白尼海事服務最近，研究人員將海水 pH 值納入其海洋監測指標，以便更好地了解歐洲水域酸化的演變過程。
北極的酸化效應也令科學家感到擔憂，有些人預測北極水域將失去建造貝殼的化學物質到2080年代。加圖索博士指出，由於研究條件惡劣，北極海洋酸化的測量結果仍參差不齊。 「我們所知道的是，北極水域的酸性本來就更高——因為二氧化碳和所有氣體一樣，在冷水中溶解得更快。我們擔心，在北冰洋約 10% 的海洋表面，pH 值太低，以至於水會腐蝕帶殼的生物，」Gattuso 博士說。
拉弗利博士說：「問題是，我們實際上是在透過改變海洋的功能來自找麻煩。」他強調，酸化、海洋變暖和水中氧氣流失的綜合作用正在削弱整個系統，而人們對此知之甚少。 「進入海洋的碳和熱量的規模、數量確實令人瞠目結舌。我們寧願把這個問題儲存起來，而不是解決它。
扭轉酸化對生態系的影響？
「我們已經致力於透過二氧化碳排放量將海洋酸化達到目前甚至更高的水平，」芬德利博士說。 「唯一確定的方法是減少二氧化碳排放，」加圖索博士說。 “要回到工業化前狀態需要很長時間，但我們可以阻止海洋酸化。”
科學正在探索解決方案，但對生態系統和海洋過程的影響尚未完全了解。一些基於海洋的氣候變遷解決方案並未直接針對海洋酸化，而其他一些解決方案可能無法非常有效地鎖定碳。然而，「更多的研究正在研究如何利用大型藻類、海草床、紅樹林等來儲存碳並緩解局部海洋酸化，」芬德利博士說。
調整漁業以緩解生態系統的壓力也可能提供一種應對海洋酸化的方法。例如，C3S 和 PML正在將有關氣候變遷對歐洲海洋潛在影響的模型與物種資訊相結合，以預測魚類種群可能發生的變化以及依賴漁業的工業和人們需要如何適應。 「C3S 數據將用於識別機會領域，例如某些魚類數量的增加，以及風險領域，例如魚類種群的減少，」克拉克博士說。 “因此，該部門將能夠通過規劃可持續捕撈活動來減輕氣候變遷的影響。”
確定海洋的哪些部分需要緊急保護也可以幫助生態系統減輕酸化。專家已測繪重要的海洋生態系統，以確定應在何處建立或擴大保護區。 「我們可以找到一些地方來減輕這種壓力，因此，在我們努力減少二氧化碳排放的同時，我們給海洋地區帶來了克服所面臨挑戰的最大希望，」拉弗利博士說。
