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你是否好奇海洋中的化学反应和元素循环？
/ a# ]5 `9 T) ?/ P' [6 o9 s 让我们一起揭开海洋化学的神秘面纱
- \& S" F6 q$ W0 b6 \% o6 X! J 探索海洋中的化学奇迹吧！ : K+ Y& k6 }2 n! X% N
海洋化学是研究海洋中各种化学过程和物质之间相互作用的科学。它涉及到海水的成分、溶解气体、化学反应、营养物质循环等方面。了解海洋化学有助于我们更好地保护和管理海洋资源。  6 v- h: V, D6 u6 N
卫星海洋图 8 G$ ^2 A- A) v% m& w3 P7 Z
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) O/ R+ b+ w2 M8 A/ w, C 海水成分
, \( Z' v* w% ^1 q 目前海水中已发现80多种化学元素，但其含量差别很大。主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种，含量约占全部海水化学元素总量的99.8％～99.9％，因此，被称为海水的大量元素。其他元素在海洋中含量极少，都在1mg／L以下，称为海水的微量元素。海水化学元素最大特点之一，是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变，因此称为海水组成的恒定性，它对计算海水盐度具有重要意义，溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。海水中主要的盐类含量差别很大，氯化物含量最高，占88.6％，其次是硫酸盐，占10.8％。 3 `2 M0 J- h- O1 Q; b+ v
海洋
6 f! J" q" l: p" R+ ` 盐分 & t. O: Z" W4 I l
来源 2 u5 B0 v S1 U- E
1.河流不断地将其所溶解的盐类输送到海洋里。由于长年累月的沉淀和海洋生物的吸收，海水中的盐分与河水大不相同。
4 K$ ^+ z+ M6 g6 Q7 m4 ]; a 2.海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。海洋古地理研究和古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水是咸的。  ; g, h* y7 i; t8 u
盐分在海洋中的旅程 % N# E/ s" l, V! H$ ~
营养物质循环是海洋生态系统的基础。海洋中的营养物质包括氮、磷、硅等元素，它们是海洋生物生长和繁殖所必需的。海洋中的化学反应和物质转化使得这些营养物质能够循环利用，维持了海洋生态系统的平衡。
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海洋酸化 & y' _; U" R+ d( c0 S3 T, f
海洋化学还研究海洋污染和海洋酸化等问题。海洋酸化即海水由于吸收了空气中过量的二氧化碳，导致酸碱度降低的现象。海水应为弱碱性，海洋表层水的pH值约为8.2。当空气中过量的二氧化碳进入海洋中时，海洋就会酸化。科学家研究表明，由于人类活动影响，到2012年，过量的二氧化碳排放已将海水表层pH值降低了0.1，这表示海水的酸度已经提高了30%。预计到2100年海水表层酸度将下降到7.8，到那时海水酸度将比1800年高150%。 8 Y0 w& m' y/ k4 h, L
从工业革命开始，人类开采使用煤、石油和天然气等化石燃料，并砍伐了大量森林，至21世纪初，已经排出超过5000亿吨二氧化碳。这使得大气中的碳含量水平逐年上升。  8 L" Y- |' P) L, N* ] M
海洋酸化过程
S, a+ F$ ]- o' I9 w# R 受海风的影响大气成分最先溶入几百英尺深的海洋表层，在随后的数个世纪中，这些成分会逐渐扩散到海底的各个角落。研究表明，在19世纪和20世纪，海洋吸收了人类排放的二氧化碳中的30%，并且仍在以约每小时一百万吨的速度吸收着。人类活动导致了海水的不断酸化。
5 F1 P3 J& s- R2 j$ j 工业革命以来，人类活动释放的CO2有超过1/3被海洋吸收，使表层海水的氢离子浓度近200年间增加了三成，pH值下降了0.1。作为海洋中进行光合作用的主力，浮游植物的门类众多、生理结构多样，对海水中不同形式碳的利用能力也不同，海洋酸化会改变物种间竞争的条件。 6 g" s% _2 ~' {7 V+ ]- l( O2 v3 ?! I
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. J* |/ O6 Z; ?5 j1 ? 酸化危害
- l8 P6 P& o* e 浮游植物：由于全球变暖，从大气中吸收CO2的海洋上表层也由于温度上升而密度变小，从而减弱了表层与中深层海水的物质交换，并使海洋上部混合层变薄，不利于浮游植物的生长。由于浮游植物构成了海洋食物网的基础和初级生产力，它们的“重新洗牌”很可能导致从小鱼小虾到鲨鱼、巨鲸的众多海洋动物都面临冲击。此外，在pH值较低的海水中，营养盐的饵料价值会有所下降，浮游植物吸收各种营养盐的能力也会发生变化。而且，越来越酸的海水，还在腐蚀着海洋生物的身体，研究表明，钙化藻类、珊瑚虫类、贝类、甲壳类和棘皮动物在酸化环境下形成碳酸钙外壳、骨架效率明显下降。 ) n1 I1 A* Q/ c9 M
软体动物：一些研究认为，到2030年，南半球的海洋将对蜗牛壳产生腐蚀作用，这些软体动物是太平洋中三文鱼的重要食物来源，如果它们的数量减少或是在一些海域消失，那么对于捕捞三文鱼的行业将造成影响。 
" a- v3 d# c' O0 M 浮游生物的甲壳受到酸化的影响而溶解 ' @, X0 u) q: r9 o5 {2 ^5 c
鱼类：海洋酸化会阻碍珊瑚礁的生长繁殖，并导致小丑鱼和小热带鱼智商下降。在酸度最高的海水里，鱼仔起初会本能地避开捕食者，但它们很快就会被捕食者的气味所吸引──这是它们的嗅觉系统遭到了破坏。
' O! o+ W+ }9 C0 {9 B% Z 珊瑚：2013年3月，日本一个研究小组在新一期英国《自然·气候变化》杂志上发表报告表明：研究发现当海水pH值平均为8.1时，珊瑚生长状态最佳；当pH值为7.8时，就变为以海鸡冠为主；pH值降至7.6以下，两者都无法生存。如果酸化过于严重，珊瑚在21世纪末就有可能消失。 
* q; O/ ^% h; I0 D! h/ h% ^ 了解海洋化学不仅可以帮助我们更好地保护和管理海洋资源，还能够增进我们对海洋生态系统的理解。海洋化学是一门跨学科的科学，涉及到化学、生物学、地球科学等多个领域的知识。 / X; S2 t3 N O' `! E1 A) ?" I
让我们一起探索海洋化学之美
6 [- d6 S6 U, x) w! z& u 保护我们的海洋宝藏！ ( W* I! l( ]& ?( G0 d3 L! \6 j2 p5 H
一起行动起来 0 B- A p( e- g# v
共同呵护我们的蓝色星球！ 
) }2 e8 d% {( \, ? 清风君 5 S6 t' o5 [/ B4 s, H6 Z
本期的科普就到此结束啦，我们下期再见~  5 U4 ]# U% }9 G% A3 D T
文案 | 谭欣宇
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排版 | 陈宗扬 - w ~8 I4 |$ @0 V
5 ^. i6 h" r# w2 L 审核 | 施蔚靖 2 r) r* V+ V5 f' B
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