大气和海洋的氧气含量都在降低

从兰州大学获悉,该校大气科学学院院长黄建平教授及其科研团队近期在中国顶级期刊《Science Bulletin》在线发表题为《The global oxygen budget and its future projection》的研究成果。该研究在国际上首次对氧循环进行了系统研究,填补了对氧循环认知的空白,开启了气候变化研究的新方向。

据悉,该研究量化了人类活动对全球氧气收支长期变化的影响,并对未来氧气浓度的变化情况进行了预估。该研究指出:化石燃料燃烧是引起氧气浓度下降的主要原因。

第三届“中国大地测量和地球物理学术大会”近日在兰州大学召开。黄建平在会上介绍,近百年来,全球气候系统正经历着以全球变暖为主要特征的显著变化。在科学界密切关注大气中二氧化碳浓度迅速增加对全球气候、生态系统的影响时,我们却忽视了大气中另一个主要成分——氧气的变化。

氧气作为地球大气最重要的组分之一,在全球生物化学循环中扮演重要角色,是维持人类及多数生命体各项生理活动的第一需要,但由于其在大气中的巨大含量,氧气一直被认为是“取之不尽、用之不竭”。

黄建平表示,事实上,工业革命以来大规模的化石燃料燃烧、人口增长、过度放牧、城市扩张等人类活动大大增加了氧气的消耗量,这使得长期维持的氧气收支平衡被打破,氧气亏损正在增大。

该研究指出,化石燃料燃烧是引起氧气浓度下降的主要原因。目前全球耗氧总量每年已达39Gt,其中化石燃料燃烧每年约消耗25Gt的氧气(注:t是吨,G是10的九次方),但陆地和海洋生态系统氧气产量仅约17.8Gt,这造成大气中氧气含量正以每年约21.2Gt的速度降低,大气氧气浓度以每年约4ppm的速度下滑,是二氧化碳浓度上升速度的2倍左右。

黄建平及其研究团队认为,若不尽快采取措施,本世纪末大气中氧气将每年减少约100Gt(18ppm/y)。虽然目前氧气浓度的下降,尚未对人类健康造成显著威胁,但我们赖以生存的环境、和呼吸的空气正悄然间发生较大的变化,人类正在消耗地球几十亿年进化过程中所累积的氧气,这些变化终将威胁人类的生存,应当引起科学界高度重视,并尽快拟定应对方案。

该研究曾获得国家自然科学基金创新研究群体项目资助。

此外,一份报告指出,全球海洋中的氧气含量正在迅速下降。这份报告由世界自然保护联盟发布,在报告中,来自17个国家的67位科学家共同指出,在1960-2010年间,全球海洋中的氧气含量下降了大约2%;此外,目前全球范围内海洋氧气含量不足的地点有700处,而1960年只有45处。气候变化是导致该现象的主要原因——随着海水温度上升,海水能容纳氧气的能力下降。海水氧气的减少,不仅造成大量海洋动物死亡,也影响着全球的氮、磷循环。

海洋生物学家表示,原本在海面以下200米深处觅食的深海潜游者,例如金枪鱼和剑鱼,如今却屡次三番浮出海面。


这一怪象的原因无他:海水温度不断升高,导致海洋中氧气变得稀薄。而现如今,离岸很远的纵深海域也受到影响。海洋深处的捕食者无法呼吸,更不用说捕猎了。随着地球大气层储存的热量不断累积,海水的温度也将越来越高。

联合国海洋事务特使彼得·汤姆森(Peter Thomson)表示:“考虑到当前海洋变暖、海平面上升、珊瑚礁死亡以及海洋酸化等种种挑战,贝类等海洋生物的生存环境正变得愈加恶劣。”

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