墨西哥湾底部缺氧与海洋酸化

今年七月份我亲自带队在墨西哥湾北部做研究。夏天墨西哥湾最引人注目的就是海底缺氧事件。海底缺氧是因为密西西比河带来大量的陆地营养盐在光合作用的时候产生了大量的生物（成为富营养化），这些生物死亡后掉入海底，被微生物分解消耗了大量的氧气。因为上层有河流冲淡水、海水上下严重分层，所以氧气得不到补充就产生了缺氧现象。因为缺氧危及海洋生物的健康与 存在，所以缺氧区又被称为海洋死亡区。人类活动尤其是农田过度施肥导致过去30多年这样的死亡区越来越大了，所以引起了很多重视，研究也很多。生物分解产生的二氧化碳溶解于水就是弱酸  ，所以这个过程也导致海底的酸度增大。这方面的研究就相对少很多。把这样一个研究与所谓的“海洋酸化”结合起来的研究就刚刚起步。我在墨西哥湾进行的就是这方面的研究。

那么什么叫做海洋酸化呢？工业革命（ 1750年）以来人类活动（烧煤用汽油制造水泥砍伐森林等等）释放了大量的二氧化碳到大气里去，其中30%左右被海洋吸收，引起海水的酸度增加， pH降低，碳酸盐的饱和度降低。这一过程被称为海洋酸化。从工业革命至今海水的pH已经下降了0.1个单位，本世纪末海水pH还会降0.3个单位。海洋酸化导致碳酸盐析出的速率降低，很可能30年内所有的珊瑚礁都不再生长。所以引起了科学界与社会的极大关注。这是最近十几年 海洋化学与生物学的一个研究热点。2011年我在《自然-地球科学》上面发表一篇文章指出生物分解产生的二氧化碳对海水的酸化极大的加强了从大气中吸收二氧化碳带来的酸化作用。这篇文章也从理论上解释了这样一种相互加强的酸化作用，给今后的研究打下了基础，指出了方向。  故引起了较大的反

响。

但尽管有这样好的基础我还是努力了三四年才重新拿到美国国家科学基金的资助在墨西哥湾继续这方面的研究-- 我想看看风暴与混合过程对缺氧与底部酸化的影响。 我们需要在春夏秋冬四季各去海上工作12天左右采集大量的数据，另外我们也在海底与海面上布放了多个自动检测的仪器测定氧气、总无机碳与pH 等。海上经常风浪很大会晕船，但是大家都要坚持工作，所以还是蛮辛苦的。这一点我要感谢我的学生博后与访问学者们。七月份我亲自带队去了，海上风平浪静，好舒服啊。我是已经好几年没有自己出海了，这次观测到几个新现象极其的兴奋。比如说，除了已知的海底层缺氧于酸化，我们还在中间层看到了低氧与低pH的水。今年夏天是墨西哥湾缺氧区有史以来最大的一年。我的高涨情绪也感染，带动了大家，多采了，多测定了不少样品。

等我们出海回来墨西哥湾就进入了飓风季节，先是飓风 哈维重创了休斯敦地区。我立刻与美国国家科学基金委海洋化学项目主任联系要求给我们快速反应基金（RAPID）去研究飓风对海洋生物地球化学与碳循环，pH的影响。在海上我们又遇到了另一个飓风叫NATE，我们的调查船不得不躲进河道里去避风一天。这次14天在海上可是辛苦了我手下的人。不过我们也得到了很多很重要的数据，我想我的博士后、学生、访问学者们可以写几篇很有趣的文章。可惜飓风也把我们布放在海底的一个自动观测仪器吹走了。今天学生MIKE 驱车千里从DELAWARE前去Louisiana现场寻找，但愿他能找到，这对他的博士论文，对我们的研究太重要了。海上工作不可预测的地方很多，大自然有时候对我们很好，有时候又会捉弄我们一下。贵在坚持吧。