地球面临9大危机:全球海洋平均碳酸钙饱和度≥275∶1

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  一个由各学科专家组成的研究小组为地球做了一次“全身”检查。他们发现,由于人类活动,地球正面临9大危机。通过分析大量数据,他们极尽全力为地球设定所能承受的这9大危机的安全界限。

  科学画报6月14日报道 一个由各学科专家组成的研究小组为地球做了一次“全身”检查。研究小组的成员包括瑞典斯德哥尔摩环境研究所所长乔恩·罗克斯特罗姆、德国波茨坦气候影响研究所保罗·克鲁岑、美国国家航空航天局气候科学家詹姆斯·汉森等。

  他们发现,由于人类活动,地球正面临9大危机。通过分析大量数据,他们极尽全力为地球设定所能承受的这9大危机的安全界限。那么,这9大危机的现状如何?是否已经达到无法挽回的地步?我们接下来一一诊断。

  当大气中的二氧化碳含量增多时,海洋吸收的二氧化碳相应增加。这些二氧化碳溶解在海水中,形成碳酸。从工业时代开始至今,海洋表层海水的pH(酸碱度)从8.16 下降到8.05。

  目前,海洋酸化尚未对人类构成威胁,不过它已经对海洋的一些化学结构造成严重影响。其中,最重要的影响是它降低了溶解在表层海水中的碳酸钙含量。如果海洋中的碳酸钙含量过低,海洋中用碳酸钙构建外壳的生物就遭殃了。比如,珊瑚。当海洋中碳酸钙含量低于临界值时,珊瑚的碳酸钙外壳会溶解在海水中。

  目前,全球海洋的平均碳酸钙饱和度已经从工业时代前期的3.44∶1下降到2.90∶1。而碳酸钙含量在不同海域中存在极大差异。据近期的统计数字估计,北冰洋等部分海域的碳酸钙饱和度可能降至1∶1。届时,珊瑚等海洋中的一些物种将在酸性海水中灭亡。此外,海洋吸收二氧化碳的能力降低,这将加剧全球气候变暖。

  臭氧层厚度用“多布森单位”表示。零摄氏度、标准海平面压力下,10-5米厚的臭氧层定义为1个多布森单位。当臭氧层厚度低于220个多布森单位时,臭氧层便出现空洞。20世纪70年代,南极上空的臭氧层空洞向人类发出警告。世界各国迅速采取行动弥补臭氧层空洞。随着导致臭氧层空洞的化学物质的禁用,臭氧层已经渡过了难关。

  然而,噩梦还未完全结束。其中一个担忧是全球气候变暖带来的影响。当全球气候变暖后,更多的热量聚集在地表,致使臭氧层更加寒冷,很有可能促使滞留在大气层中的吞噬臭氧的化学物质把臭氧层“凿开”一个空洞。

  克鲁岑曾因揭示臭氧化学现象而荣获诺贝尔化学奖。他建议,臭氧层的平均厚度不得低于276个多布森单位。随着吞噬臭氧的化学物质的浓度不断下降,我们有信心将臭氧层厚度维持在安全界限内。

  人类操控世界上的多条河流。因为修筑大坝,许多条河流终结了生命。人类行为已经导致许多湿地干涸。

  另外,水资源的过度消耗还在威胁人类的生存。比如,饮用水短缺、农业灌溉缺水以及全球气候变化。50年来,中亚地区河流上的大坝已使咸海干涸。没有了咸海对气候的调节作用,整个中亚地区夏季更加炎热,冬季更加寒冷,土地一年四季面临干旱。

  因为河流干涸,人们不得不抽取宝贵的地下水。一些人还在毁灭森林,破坏自然界的水循环。比如,亚马孙热带雨林的减少,将降低南美洲热带地区水的蒸发速度,有可能改变包括亚洲季风在内的北半球气候模式。

  身为水利学家的罗克斯特罗姆把每年淡水消耗量的安全界限定在4000立方千米范围内。这个消耗量大致相当于世界三分之一的河流径流量,不包括雨林中和北极地区尚未开发的河流。我们离抵达上述安全极限还有一定距离。目前,每年淡水消耗量大约为2600立方千米。但是,我们不能掉以轻心,挥霍水资源。随着人口的增加,水资源只会越来越匮乏。为此,我们必须节约地球上的每一滴水。

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