海洋酸化

海洋酸化是地球海洋 pH 值的降低。 从 1751 年到 2021 年，海洋表面的平均 pH 值从大约 8.25 下降到 8.14。 海洋酸化的根本原因是人类活动排放的二氧化碳导致大气中的二氧化碳 (CO2) 水平超过 410 ppm（2020 年）。 海洋从大气中吸收二氧化碳。 这导致碳酸 (H2CO3) 的形成，后者离解成碳酸氢根离子 (HCO-3) 和氢离子 (H+)。 游离氢离子 (H+) 会降低海洋的 pH 值，从而增加酸度（这并不意味着海水仍然是酸性的；它仍然是碱性的，pH 值高于 8）。 pH 值的降低对应于碳酸根离子浓度的降低，碳酸根离子是碳酸钙 (CaCO3) 壳和骨架的主要组成部分。 软体动物、牡蛎和珊瑚等海洋钙化生物尤其受此影响，因为它们依赖碳酸钙来建造贝壳和骨骼。

pH 值从 8.25 到 8.14 的变化代表着世界海洋中氢离子浓度增加了近 30%（pH 标度是对数的，因此 pH 单位变化一相当于氢离子浓度变化十倍 离子浓度）。 海面 pH 值和碳酸盐饱和度状态因海洋深度和位置而异。 更冷和更高纬度的水域有能力吸收更多的二氧化碳。 这会增加酸度，降低这些地区的 pH 值和碳酸盐饱和状态。 影响大气-海洋 CO2 交换并因此影响当地海洋酸化的其他因素包括：洋流和上升流区、靠近大陆大河、海冰覆盖以及与化石燃料燃烧和农业产生的氮和硫的大气交换。

海洋 pH 值降低对海洋生物有一系列潜在的有害影响。 这些包括减少钙化、降低新陈代谢率、降低免疫反应以及减少生殖等基本功能的能量。 因此，海洋酸化的影响正在影响为大部分人类提供食物、生计和其他生态系统服务的海洋生态系统。 大约 10 亿人完全或部分依赖珊瑚礁提供的渔业、旅游业和海岸管理服务。 因此，持续的海洋酸化可能威胁到与海洋相连的未来食物链。

联合国可持续发展目标 14（水下生物）的目标是尽量减少和解决海洋酸化的影响。 减少二氧化碳排放（即气候变化缓解措施）是解决海洋酸化根本原因的xxx解决方案。 实现从大气中去除二氧化碳的缓解措施将有助于扭转海洋酸化。 更具体的基于海洋的缓解方法（例如提高海洋碱度、增强风化作用）也可以减少海洋酸化。 这些策略正在研究中，但通常技术准备程度较低且存在许多风险。

海洋酸化在地球历史上曾发生过。 由此导致的海洋生态崩溃对全球碳循环和气候产生了长期影响。

当前（2021 年）大气中的二氧化碳 (CO2) 水平约为 415 ppm，比工业化前浓度高出约 50%。 目前的升高水平和快速增长速度在过去 5500 万年的地质记录中是前所未有的。 这种过量二氧化碳的来源显然是人为驱动的，反映了人为化石燃料、工业和土地利用/土地变化排放的混合。 海洋充当人为二氧化碳的碳汇，约占人为二氧化碳排放总量的四分之一。 然而，海洋中额外的 CO2 导致海水酸碱化学向更酸性、更低 pH 条件和更低饱和状态的碳酸盐矿物全面转变，这些碳酸盐矿物用于许多海洋生物的外壳和骨骼。

自 1850 年以来累计，海洋汇容纳了高达 175 ± 35 吉吨的碳，其中超过三分之二 (120 GtC) 自 1960 年以来被全球海洋吸收。在历史时期，海洋汇增加了 与指数人为排放增加的步伐。 从 1850 年到 2022 年，海洋吸收了人为排放总量的 26%。 1850 年至 2021 年期间的排放量总计 670±65 十亿吨碳，分布在大气 (41%)、海洋 (26%) 和陆地 (31%) 之间。

碳循环描述了海洋、陆地生物圈、岩石圈和大气之间的二氧化碳通量 (CO_{2)。 碳循环涉及有机化合物如纤维素和无机碳化合物。}