海洋默默吸收百分之九十三地球多餘熱量

文／查爾斯．謝菲爾德；譯／王惟芬

氣候正在改變。而在這個關於珊瑚礁的故事裡，最重要的一項因素是氣候正在變暖，因為溫室效應的緣故，大氣層吸收了更多來自太陽的熱量，使得地球暖化。這主要是因為燃燒化石燃料造成二氧化碳這類溫室氣體的積累。地球的氣溫已經出現明顯的上升趨勢。在這種上升的「背景」基礎上，有些年的溫度衝得比其他年分更高。在海洋中，這種現象稱為「海洋熱浪」（ocean heatwaves）。

大眾普遍對天氣和氣候這兩個概念產生一些混淆（氣候變遷否認者因此常拿來說嘴！），天氣（weather）是指每天或每週的氣象變化，這與科學中使用的長期「氣候」（climate）是不一樣的；另一個容易產生困惑的是熱交換，地球有許多不同的巨大熱組件，彼此會相互交換熱量，例如，大氣層會和週期性上升到水面的深海冷水進行大量的熱交換。在一九九八年之後，有幾年溫度上升速度放緩，就是因為是這些熱交換造成的溫度波動，另外也是因為當時皮納圖博火山（Mount Pinatubo）噴發的火山煙霧增加，反射陽光，再加上太陽週期較弱，不過從那以後，暖化仍在繼續。大約有百分之九十三的太陽能熱量是儲存在海洋中。圖17顯示自一九六○年以來的升溫，以及所有那些多餘的熱量最後讓地球表面的水溫整體上升約攝氏一度的狀況。水的熱容量比空氣大得多，這使海洋吸收了大量熱量，若是只有空氣吸收熱量，地表溫度將會上升攝氏三十六度，這足以毀滅所有生命（除了體型較小的一些微生物之外）。過去五十年來，進入海洋的熱量約為三百垓焦耳（ZettaJoules），這是一個難以想像的天文數字，這個單位後面有二十一個零。或許想像自一九五○年以來，每秒有五顆炸毀廣島等級的核彈在海中爆炸可能更容易一些——不過這畫面也許更難想像！氣溫上升的速度也在加快。這主要是因為大氣中的二氧化碳濃度不斷升高。這是珊瑚礁有史以來遭遇到的最大挑戰。

酸化

暖化是過去幾十年來珊瑚礁遭到破壞的最主要的原因，不過酸化也起了推波助瀾的作用。當二氧化碳溶解在水中時，水的酸鹼值會下降，也就是變酸。二氧化碳溶解時，首先會形成碳酸，然後是溶解的碳酸氫鹽和碳酸鈣，這三者處於一種化學平衡狀態。這種平衡或緩衝系統是以一種相當反直覺的方式來運作，不過大致來說，酸度提高會減少珊瑚用於沉積碳酸鈣的碳酸鈣含量。一些估計顯示，由於這種影響，珊瑚的生長速度已經顯著下降。海洋的酸鹼度總體約下降了○．一個單位的pH值，由於酸鹼度是以對數表示，因此這樣小的數值變化實際上相當於氫離子的數量增加了三成；酸度可以粗略地用氫離子的濃度表示。（實際上應該要談的是「鹼度的降低」而不是酸化，因為典型海水的pH值是弱鹼性的，常見的數值是8.3。）

酸化的故事很複雜，因為大氣中的二氧化碳需要二十到四十年才能與海洋達到平衡——所以在大氣中的二氧化碳完全發揮其作用前會有個時差。若是把這一點納入考量，一般認為在二、三十年後，海水中的氫離子數量將會再增加三倍。我們的大氣層不僅在增厚，而且其增長率也在上升。工業化前大氣中的二氧化碳含量約為280 ppm。而根據計算（已納入與海洋的平衡）若是達到350 ppm，即使不會造成珊瑚礁死亡，也會嚴重抑制其生長。而在二○二○年，二氧化碳的濃度已經達到415 ppm。

接著，二氧化碳便會導致暖化和酸化，目前預測這兩種效應將會繼續加劇，並且產生破壞性影響。暖化是立即要處理的首要課題，而酸化將會需要更長的時間才能產生影響，並且加以逆轉，如果我們真的能夠降低碳排的話。不幸的是，從地質紀錄來看，實在讓人難以樂觀看待，因為過去絕大多數的全球性滅絕事件都伴隨在高二氧化碳的排放期之後，珊瑚礁的恢復時間通常超過五十萬年。

※ 本文摘自 《【牛津通識課13】珊瑚礁（二版）》，原篇名為〈第八章　珊瑚礁的全球性壓力——氣候變遷〉，立即前往試讀►►►