人类从未近距离探索过大部分深海。有些潜艇曾潜入其深处，但到达海底是一段复杂而昂贵的旅程，具有挑战性，因为海床位于三英里多深的水下，这会产生巨大的压力。“我们比地球本身的海洋底部更了解太空，尽管地球表面的三分之二以上被海洋沉积物覆盖，”麦吉尔大学地球与行星科学系的博士生兼研究员奥利维尔·苏尔皮斯说。因此，“我们比例如珊瑚更容易听到人类活动对海底的影响，因为珊瑚白化比海底泥浆溶解听起来更具吸引力，”他补充道。“当你想到在谷歌地图问世之前，人类用了几个世纪才绘制出大陆的地图，就很容易理解为什么探索深海如此困难。”
尽管如此，他和他的同事们还是找到了一种不亲自前往就能研究它的方法。他们在实验室里重现了它的环境，建造了装有沉积物并覆盖海水的的罐子，并将它们置于黑暗中。他们复制了海水温度和化学成分，以及沉积物的组成。通过模拟海底条件，“我们不需要去海底进行测量，这样可以节省时间和精力，”苏尔皮斯说。
他们发现的情况令人担忧。气候变化——特别是化石燃料燃烧排放的二氧化碳——已经导致海洋酸化，破坏了脆弱的珊瑚礁，并扰乱了脆弱的海洋生态系统。但麦吉尔的科学家们发现，二氧化碳也开始向下沉入海底，溶解了有助于减缓酸化的物质。
“人类已经成为一种地质力量，我们星球的地表没有一个地方找不到人类活动的痕迹，”苏尔皮斯说。“古气候学家和地球科学学生曾多次听过并描述过数百万年前的急剧气候变化和海洋酸化事件，这些事件导致了全球范围的大规模灭绝。这些事件是由流星撞击、全球野火、火山爆发等引起的。今天，似乎我们正处于这些灾难性事件的黎明，而且我们不必远方寻找原因。我们每个人都是原因。”
正常情况下，海床是粉白色的，主要由浮游生物和珊瑚的骨骼和贝壳形成的方解石组成。方解石中和二氧化碳的酸性，防止海水过度酸化。但如今，至少在北大西洋和南大洋等一些热点地区，海底的粉白色床正变成浑浊的棕色，这是人类活动导致水中二氧化碳水平过高、海水过于酸化的结果，根据发表在《美国国家科学院院刊》上的最新研究。研究人员预测，最终，方解石将无法跟上酸化的步伐，在发挥作用之前就会溶解。
“海底的方解石就像一颗大抗酸药丸，”苏尔皮斯说。“当二氧化碳过量时，它会溶解，在这个过程中会中和过量的二氧化碳。如果海床上的方解石耗尽，海洋就会失去它的抗酸药丸，我们可能会走向一种可怕的失控的海洋酸化状态。”
研究人员测量了放在被海水覆盖的罐子里的沉积物的溶解速度。“我们做了几年，最终我们意识到我们已经足够了解这种溶解反应，可以用简单的数学方程来描述它，”苏尔皮斯解释说。“如果我们知道那里的化学条件和沉积物性质，我们就能计算出这些沉积物中方解石的溶解速率。”
他们使用了最先进的海洋模型，计算了整个海床的方解石溶解速率。实验产生了关于海洋沉积物中方解石溶解速率的见解。通过比较工业化前和现代的海底溶解速率，他们可以确定总溶解量中有多少是由人类造成的。
科学家们知道，方解石在历史上曾帮助海洋脱酸。“然而，令人惊讶和担忧的是，这种情况现在已经发生了，”苏尔皮斯说。“科学家们认为，在看到由我们排放的二氧化碳引起的方解石在海底溶解之前，还需要很长时间。我们知道我们的气候是如何运作的。我们知道我们的海洋是如何运作的，但我们无法预测的是我们的社会以及我们将如何适应这个变化的世界。”
这些发现具有深远的影响。“正如气候变化不仅仅涉及北极熊一样，海洋酸化也不仅仅涉及珊瑚礁，”该研究的合著者、现任德克萨斯大学奥斯汀分校研究助理的大卫·特罗斯曼说。“我们的研究表明，人类活动的影响已经显现在许多地区的まで海床上，这些地区日益增长的酸化可能会影响我们理解地球气候历史的能力。”
在未来的工作中，研究人员计划研究溶解在未来几个世纪可能如何发展。科学家们说，由于燃烧化石燃料产生的二氧化碳仍留在海洋表面，二氧化碳需要几十年甚至几个世纪才能沉入海底。所以并非一切都已失去——至少现在还没有，他说。
“对我们来说幸运的是，那里的方解石很多，而且我们能燃烧的化石燃料也有限，”苏尔皮斯说。“这并不意味着我们可以肆意污染，它仅仅意味着海洋将留在那里清理我们的烂摊子，尽管这可能需要数千年……希望如此，”他补充道，“到那时，我们很可能已经停止燃烧一些化石燃料，原因是我们用完了，或者——一个更明智的选择——因为我们已经开发了替代的、可再生的能源。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
