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在全球暖化的影響下，北極海冰面積急劇減少，夏季甚至出現了無冰區！除了影響北極生物的生存空間，還產生了「看不見」的環境問題——北冰洋酸化。
海洋酸化是指海水不斷吸收人類排放到大氣中過量的二氧化碳（CO2），使海水逐漸變酸（pH和文石飽和度Ωarag下降）的現象。由於北極氣溫低，北極海洋相對世界其他海洋更容易吸收CO2，但上世紀90年代時，北冰洋海盆>90%面積常年覆蓋海冰，阻隔了大氣與海表的CO2交換，故彼時北冰洋海水的pH和Ωarag維持在較高水平。然而本世紀初，由於氣候變暖，北冰洋的海冰逐漸融化，使海水暴露於大氣的面積增加，大幅度增加了對大氣CO2的吸收，但也直接導致北冰洋快速酸化。
Qi和合作者匯總了1994年至2020年間所有北極調查航次數據，基於表層海水中的pH和Ωarag的觀測結果，揭示了北冰洋酸化程度逐年增強，且影響範圍已延伸到北緯80°海盆區，其酸化速率是其他大洋的3-4倍！
在此基礎上，Qi等為了探究導致北冰洋快速酸化的原因，歸納總結了近30年海冰和海表碳酸鹽系統的年代際變化特徵和規律，並量化不同環境因素對碳酸鹽系統緩衝因子的影響，明確指出海冰消融是導致北冰洋快速酸化的主要原因：一方面暴露的海表面增加了對大氣CO2的淨吸收，另一方面冰融水對海水的稀釋削弱了其緩衝能力，加劇了大氣CO2的入侵。Qi和合作者將這一機制命名為「海冰消融驅動的人為CO2酸化加劇」（Ice melt–driven enhanced anthropogenic CO2 acidification）。
近幾十年來，大氣CO2的增加主要是人為活動排放的結果。地球作為完整的生態系統，人為碳的排放必將影響到各個角落。Qi等指出，如果全球氣候變暖進一步發展，「海冰消融驅動的人為CO2酸化加劇」這一機制將繼續影響北冰洋，可能會對生活在其中的生物和生態系統造成不可恢復的影響；同樣，這一機制也可能在南大洋海冰區發揮作用，南極海洋也無法逃脫人為CO2的陰影。
極地生態系統是脆弱的。人為CO2如同看不見的病毒，通過海氣交換可以滲透到海洋的各個角落，其北冰洋生態系統的危害和影響是深遠和難於預估的。通過北冰洋的年際變化，我們切實地看到人類對這片純淨海洋的破壞和傷害。若能「及時止損」，節能減碳，希望Qi等對未來海洋酸化的預言可以「原地止步」。
作者：祁第，教授
集美大學極地與海洋研究院
通訊作者1：陳立奇，研究員
中國自然資源部第三海洋研究所
集美大學極地與海洋研究院講座教授
通訊作者2：蔡衛君，教授
美國特拉華大學海洋科學與政策學院
本文由論文作者團隊投稿，文中觀點僅為作者團隊觀點，不代表Science/AAAS立場。
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