【正見新聞網2011年04月28日】
阿拉貢堡是一座小島，如寶塔般赫然聳立於第勒尼安海中。島嶼位於義大利那不勒斯以西27公裡處，可從另一座稍大的島嶼——伊斯基亞經由狹長的石橋到達。遊人來到阿拉貢堡，為的是一睹古代的生活場景。他們徒手或乘電梯爬上宏偉的城堡，觀賞其中陳列的中世紀刑具。與他們相反，造訪此島的科學家們為的卻是展望未來景象。
阿拉貢堡周邊海域地質情況特殊，透過這扇窗戶，人們可以窺見2050年以後地球各大洋的情景。二氧化碳氣泡從海底火山口升起，溶解後形成碳酸。碳酸的酸性相對較弱，人們常喝的碳酸飲料中便含有這種成分。但如果碳酸含量太大，則會使海水具有腐蝕性。“如果二氧化碳水平極高，幾乎沒有哪種生物受得了。”英國普利茅斯大學海洋生物學家賈森· 霍爾-斯潘塞說。阿拉貢堡為這一違反自然規律的現象提供了一個天然參照：隨著汽車排氣管和煙囪排出的二氧化碳越來越多地被海洋吸收，阿拉貢堡周邊海域中發生的酸化現象，正加速在世界各大洋展開。
霍爾-斯潘塞在該島周邊海域從事研究已經八年，他對海水屬性進行仔細測量，並跟蹤記錄魚類、珊瑚及各種軟體動物的情況，這些生物在這裡生活，有些也在這裡分解。一個寒冷的冬日，我與霍爾-斯潘塞，以及來自義大利安東· 多恩動物研究所的科學家瑪利亞· 克裡斯蒂娜· 布亞一起下海，以便近距離觀察海水酸化帶來的影響。我們把船停在距阿拉貢堡南岸大約45米的地方，一簇簇藤壺在島嶼驚濤拍岸的懸崖底部形成白色的長條。 “藤壺生命力頑強。” 霍爾-斯潘塞評論道。然而，在酸度最大的水域裡，就連藤壺都蹤跡難尋。
我們三人都潛入水中。布亞帶著把小刀，她從一塊岩石上撬下幾隻帽貝，這些倒霉蛋在覓食的過程中不慎進入腐蝕性過強的水域，它們的外殼極薄，幾乎透明。二氧化碳氣泡如水銀珠般從海底升騰。我們繼續往前游，一片片海草在我們身下搖曳。水草呈鮮綠色，因為通常覆蓋在草葉上使其顏色變暗的微生物已消失不見。遠離火山口的地方常見的海膽在這裡也不見蹤跡，因為它們連輕度酸化的海水都難以忍受。一群群幾近透明的水母從我們身旁漂過。“小心，”霍爾-斯潘塞發出警告，“水母扎人。”
除了水母、海草和藻類，阿拉貢堡周邊火山口分布最密集的區域內，就幾乎沒有什麼別的生物了。即便是在幾百米以外，許多本地物種也無法存活，那裡的海水酸度相當於全球各大洋將於2100年達到的水平。“通常來說，受污染的海港裡只有少數幾個類似雜草的物種能夠應對急劇變遷的環境，”我們回到船上後，霍爾-斯潘塞說，“與二氧化碳劇增時的情況一樣。”
工業革命開始至今，礦物燃料(煤、石油、天然氣)燃燒和森林砍伐已經導致超過5000億噸的二氧化碳排放量。眾所周知，如今大氣中的二氧化碳含量是80萬年甚至更長時間以來的最高水平。
而不為眾人所知的是，二氧化碳排放也在對海洋造成改變。空氣與水頻繁進行氣體交換，因此，排入大氣的任何物質，都會有一部分最終進入海洋。在風力作用下，這些物質迅速溶入深度大約幾百米的水域內，之後經過數百年的時間，洋流再將其運送到大海深處。20世紀90年代，由各國科學家組成的國際研究小組執行了一項規模龐大的任務，其中包括從世界各地區不同深度的水域中收集7.7萬多份海水樣本，並對這些樣本進行分析。這項工作花費了15年的時間，其結果向人們展示出，過去二百年裡，人類排放的二氧化碳中有30%被海洋吸收。如今，海水仍在以每小時百萬噸左右的速度吸收二氧化碳。
對於生活在陸地上的居民來說，這一過程有其益處：海洋從大氣中吸走1噸二氧化碳，造成全球氣候變暖的禍源也就少了1噸。但對海底生靈來說，就是另一番情形了。美國國家海洋和大氣管理局負責人、海洋生態學家簡· 盧布琴科把海洋酸化稱作與氣候變暖破壞力相當的“同級別殺手”。
根據氫離子濃度測量酸性得出的pH值範圍為0~14。pH值低的是強酸，比如鹽酸，可充分釋放氫離子(比碳酸要更加充分)；而pH值高的則是強鹼，比如鹼液。純淨蒸餾水的pH值是7，屬於中性。海水應該呈弱鹼性，海面附近pH值為8.2左右。目前，二氧化碳排放導致這一水域的pH值降低了 0.1，由於pH值與裡氏震級一樣按對數計算，所以即便是數值上的細微改變，也會引起巨大變化。pH值下降0.1，意味著酸度提高了30%。如果保持現在的勢頭，2100年海面pH值將下降至7.8左右。到那時，海水的酸度將比1800年高出150%。
迄今為止發生的酸化現象可以說是不可逆轉的。儘管從理論上來說，可通過往海水中添加化學藥劑來抵消過剩二氧化碳的作用，但在實際操作中，所需要的藥劑量卻大得驚人：例如，要想抵消1噸二氧化碳，至少需要2噸石灰，而當今世界每年排放的二氧化碳就有300多億噸。
同時，能夠抑制酸化的自然進程(比如陸地上岩石的侵蝕)發生速度又太慢，在短暫的人類歷史上發揮不了什麼作用。即便可以從今天起停止二氧化碳排放，要想讓海洋恢復至工業革命之前的化學狀態，也需要數萬年時間。
海水酸化可導致無數後果。酸化的海水利於某些海洋微生物生長，卻導致另外一部分微生物衰亡，因此可能會改變海水中鐵和氮等關鍵營養元素的含量。基於類似的原因，能夠穿過海面的陽光也可能會增加。通過改變海水的基本化學成分，酸化作用還將把水體吸收和消滅低頻聲波的功能降低40%，導致海洋某些區域噪音變大。另外，海水酸化還會干擾某些物種的繁殖，阻礙另外一些物種利用碳酸鈣形成外殼和堅硬外骨骼的過程。科學界對最後這兩種作用的記錄最為詳實，至於歷史能否證明它們是影響力最大的作用，仍然屬於未知。
2008年，150多名頂尖研究員聯合發表了一份聲明，稱他們“對近期海洋化學狀態的急劇變化深感憂心”，這些變化可能在幾十年內“對海洋生物群落、食物鏈、生物多樣性及漁業造成嚴重影響”。海洋暖水區中的珊瑚礁處境最危險，但由於二氧化碳在冷水中更易溶解，因此實際上海水酸化的影響力可能最早體現在兩極地區。科學家已經觀測到南北兩極的翼足類動物(小型海螺，是魚類、鯨類和鳥類的重要食物)出現了明顯變化：實驗表明，翼足類動物的外殼在酸化海水中生長速度大幅減緩。
各種生物能夠適應化學成分改變後的海水嗎？阿拉貢堡給出的答案不盡如人意。在我造訪該島時霍爾-斯潘塞告訴我，此地的火山口向水中傾倒二氧化碳已有至少一千年的時間，但是pH值為7.8(本世紀末全世界海洋都將達到這一水平)的水域與遠離火山口的水域相比，其中生活的物種少了將近三分之一。這些物種“在代代繁殖的過程中有大量時間可用來適應環境”，霍爾-斯潘塞說，“但這裡還是見不到它們的蹤跡。”
“由於pH值對生物來說十分重要，因此人類花費大量精力來維持血液中pH值的穩定。”他繼續說道，“但有些低等生物不具備這種生理功能，它們必須忍受外界的變化，因此最終不堪重負。”
與阿拉貢堡相隔半個地球、位於澳大利亞海岸線外80公裡處的獨樹島也是座袖珍島嶼。雖名為“獨樹”，但實際島上有數百棵樹木，島嶼呈新月狀，兩端伸入珊瑚海，月彎中坐落著一個小型研究站，由悉尼大學管理。碰巧的是，當我在一個宜人的夏日午後造訪該島的時候，正趕上一隻體型龐大的母蠵龜爬到實驗室門前的海灘上來。島上的所有居民(不算我一共11人)都前來圍觀。
獨樹島是大堡礁的一部分，大堡礁是世界上最大的珊瑚礁群，長度超過2250公裡。整個島嶼由一塊塊的珊瑚殘礫組成，這些碎塊小的似彈珠，大的像籃球，於大約4000年前的一場風暴之後開始堆積。直至今日，整個島上也找不到可以真正稱之為泥土的東西，樹木如旗杆般從珊瑚碎塊中拔地而起。
20世紀60年代，科學家開始造訪此島，他們首先提出的問題是，珊瑚礁是怎麼長成的？近年來，這類問題顯得更加迫切。“大約有25%的海洋物種，其一生中起碼有部分時間是在珊瑚礁群中度過的。”一天傍晚出發採集礁石附近的海水標本之前，卡內基研究所海洋酸化問題專家肯· 卡爾代拉告訴我，“珊瑚搭建起生態系統的架構，因此很顯然，如果珊瑚沒了，整個生態系統也就沒了。”