《海洋科学》通识海洋化学

珊瑚白化
什么是珊瑚白化？ 为什么会发生珊瑚白化？ 珊瑚白化的后果是什么？
珊瑚礁生态系： 会从人类的视野中消失吗？
海水酸化使得低地岛国更易遭暴雨袭击
南极生态与气候合作研究中心(ACECRC)科学家新提交的报告 说，海洋是二氧化碳排放的主要接收库，它已吸收了自工业 化以来人类活动所产生的二氧化碳总量的48%。
石莉, 桂静, 吴克勤，2011
海水酸化Ocean acidification
什么是海水酸化 海洋酸化是指海水吸收大气中的二氧化碳后，发生反
应形成碳酸从而导致海水酸度增加。 海洋是一个巨大的CO2吸收库！ CO2的性质：常温下是一种无色无味气体，密度比空气
略大，能溶于水，并生成碳酸，溶液呈酸性。 请问：如果CO2无限溶于海水（饱和），海水的pH值是
那个不为人知的、吸收了大量二氧化碳的地方就是 海洋！！！
海洋越来越酸了！
未来大气CO2浓度的变化及其导致的海水pH值的变化 （Caldeira and Wickett, Nature, 2003, 425: 6956）
如果CO2无限溶于海水（饱和），海水的pH值是多少？ 不同CO2 体积分数下表层海水pH值下降趋势
洛根通过计算发现：被海洋吸收的二氧化碳数量非常巨 大。
海水酸化Ocean acidification
来自工业的二氧化碳排放量
作业：计算每国人均二氧化碳排放量！
海水酸化Ocean acidification
2011
CO2
国别 排放数量 名次 备注
中国 60
1 单位：亿吨
年
美国 59
2
英国风险评估公司 Maplecroft
尖菱碟螺的命运
a)在酸性海水中，尖菱碟螺的外壳在48小时后开始溶解 b)尖菱碟螺被腐蚀的外壳 c)尖菱碟螺未被腐蚀的正常外壳
海水酸化Ocean acidification
地球化学家洛根（美国，1956）建立了2个监测站， 目的是观测未来50年工业生产排放的CO2将产生怎样 的其后效应。
一个在南极，那里远离尘嚣，没有工业活动，而且一片 荒芜，几乎没有植被生长；另一个在夏威夷的莫纳罗亚 山顶。50年来，他们的工作几乎从未间断。
9 效，大气二氧化碳浓度 10 将以更快的速度增长。
排 放 量 国 家 前 十 名
海水酸化Ocean acidification
虽然每年有大量的二氧化碳涌入大气层中，但是根 据估算：大气中二氧化碳浓度的升高速度却仅为人 类排放速度的一半。
多年来，科学家们一直竭力想弄清楚人类产 生的那另外一半二氧化碳跑到哪里去了。
海洋酸化使得形成礁石的珊瑚和藻类结构弱化，热带岛屿会 更容易受到暴雨和飓风袭击。
报告提到，如果酸化程度继续增加，南太平洋的基里巴斯和 印度洋的马尔代夫会更容易遭受热带暴雨袭击。而这些冲击 还将影响进口贸易、娱乐业和这些岛国渔业生存。
海洋酸化甚至影响到南大洋的冷水海洋生物，在太平洋北美 大陆架已经发现了这种迹象。
1400061583.html（视频，约45分钟）
Байду номын сангаас
海水酸化Ocean acidification
海洋蝴蝶-尖菱蝶螺的不祥故事 2010年5月，美国女生物学家维柯多亚前往北太平洋海
域考察一种名叫“尖菱蝶螺”的小型海洋生物。 一天，一个放在甲板上的装有尖菱蝶螺的小瓶子引起
了维柯多亚的注意。维柯多亚发现瓶子里的尖菱蝶螺 虽然仍像过去一样活泼好动，但它们的躯体出现了奇 怪的变化———外壳消失了，而这一切不过发生在维 柯多亚密封瓶口之后的短短48小时内。 发生了什么事？
《海洋科学》基本通识
第五章海 洋 化 学
Marine Chemistry
第五章：海洋化学
第一节 海水酸化 第二节 富营养化与赤潮
人类的生产活动向海洋强酸性化学物质如硫酸、硝酸等， 会引起海洋酸化吗？
本讲知识点：海水酸化、二氧化碳的生物地球化学平衡。 海洋酸化问题：http://video.sina.com.cn/v/b/55997766-
大堡礁位于澳大利亚东北岸，是一处延绵2000公里的地段，这里景色迷人、险峻 莫测，水流异常复杂，生存着400余种不同类型的珊瑚礁，其中有世界上最大的珊 瑚礁，鱼类1500种，软体动物达4000余种，聚集的鸟类242种，有着得天独厚的科 学研究条件，这里还是某些濒临灭绝的动物物种（如人鱼和巨型绿龟）的栖息地。
多少？酸化的海水是酸性的吗？
海水酸化Ocean acidification
大气和海水中的二氧化碳 大气中CO2占全部气体的0.03%。 海洋中CO2占全部溶解气体的15%！！！
这一事实说明什么？ 海水中有气体吗？为什么？
海水中无机碳的生物地球化学平衡
文石、方解石、球文石
酸化的海洋导致了什么后果？
have a look
海洋生命面临威胁 高温酸化将珊瑚推向死亡 海水酸化将导致低地岛国更易遭到暴雨袭击
水母群入袭多国核电站 海水酸化 小鱼或聋
贝壳作证：海水酸化腐蚀海洋生命
海洋生命面临威胁 高温酸化将珊瑚推向死亡
世界上最大的珊瑚礁系—— 从太空中可以看见的地球上 最大的生命痕迹——不再像 以往一样蓬勃生长了。 从跨越133,000平方英里 （344,000平方公里）的珊 瑚礁中的328个巨型滨珊瑚 （由微小的珊瑚虫构成的形 似大脑的生物体）上的采样 表明，这些聚居群体的生长 速度从1990年至今下降了大 约13%。（文石）
世 界
俄罗斯 17 印度 12.9 日本 12.47 德国 8.6 加拿大 6.1 英国 5.86 韩国 5.14 伊朗 4.71
3 随着化石燃料的燃烧，
4 大气CO2浓度一直在增
5 加，这一点已不争的事
6 7
实。事实上，海洋对 CO2的吸收暂缓了大气 CO2浓度的上升速度，
8 而一旦这种缓解作用失
因此，对将会扩散到全球大洋的海水酸化来说，南大洋是生 物地球化学的‘预警器’。
海水酸化 小鱼或聋
史蒂夫·辛普森的实验
史蒂夫·辛普森研究发现，空气中二氧化碳含量增加使得海 水酸性变强，并可能导致海洋中小丑鱼失聪。
珊瑚礁上的小鱼小虾捕食小丑鱼，小丑鱼监听捕食者声音， 避开珊瑚礁（英国《生物学通讯》，2011）。