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二氧化碳排放对海洋声学的影响
发布日期:2012-08-17 | 点击:5818 | 【打印】【关闭】
 

     ScienceDaily (Dec. 23, 2009)——由人类活动释放的二氧化碳排放量不仅造成地球变暖,大气中二氧化碳含量上升还会带来另一个新的问题,那就是由于海洋吸收二氧化碳后海水酸度的增加(海水的PH值降低)。这个被称为“海洋酸化”的问题,越来越受到科学界和公众的关注。“海洋酸化”不仅会威胁到包括珊瑚某些群体在内的海洋生物的生存,科学家最近还发现,这种现象还影响到了海水的声学特性,使海水对低频声波更加透明。

    夏威夷大学海洋与地球科学与技术学院的海洋学家Tatiana Ilyina、Richard Zeebe以及彼得蒙特雷湾水族馆研究所的布鲁尔在《Nature Geoscience》期刊上共同发表文章,称本世纪海水对声波的吸收将下降到70%。

    当二氧化碳溶解在海水中,产生的碳酸提高了氢离子浓度(酸度)。海水的PH值与工业化以前的水平相比下降了约0.1个单位,相当于酸度增加约25%。这些变化虽然看起来很小,但pH值是用对数来衡量的,类似于用里氏震级衡量地震强度。“如果我们照此速度排放二氧化碳,到2100年表面海水的pH值将下降0.6个单位,这样200赫兹声波的的吸收率将减少到70%”,Tatiana Ilyina说。

    然而,水下声传播要复杂得多,它由声源的分布和环境参数而定。在海洋中的部分地区将受到比其他区域更强烈的影响。声音吸收减少幅度较大的区域例如航运区,在将来会变成“声学热点区”。最大的变化预计将出现在高纬度海洋表面,例如在北太平洋和南大洋,而在深层水形成的地区,如北大西洋,二氧化碳的入侵是最大的。声波可以传播的深度大约在水下1000米(即所谓深声道的深度)不是在表面。大多人为和自然的声音都是在表面,但他们可以渗入深声道,弯曲,并传播数千公里。随着时间的推移,由于因为人类排放的二氧化碳进入深海的渗透,声波吸收的变化将沿着低于深声道轴的方向传播,Ilyina说。“声波的吸收将继续下降,即使二氧化碳排放量减少,因为海洋的pH值将继续下降。”

    由于低频声波传播距离远,人类活动,如海军,商业和科学应用等广泛使用低频声波。海洋哺乳动物也依赖于低频率的声音来寻找食物和配偶。因此,海洋酸化减少生物在浮游生物和珊瑚钙化,不仅影响食物链的底层,而且也会影响到营养水平较高的物种,如海洋哺乳动物。“我们不能完全预计,海洋声学受到这样的影响,将会是什么样子。但是由于声波吸收量的减少,水下声音可以传的更远,这可能会导致越来越高的海洋噪音水平,同时增加了对低频声音的海洋透明度也增加了海洋哺乳动物通信的距离。”科学家表示需要进一步研究解决这些问题。

(摘译自:http://www.sciencedaily.com/releases/2009/12/091222105507.htm)

 

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