空气中二氧化碳越多，则海洋中噪声越大
空气中的二氧化碳被海洋吸收，与海水发生反应形成碳酸，降低了海水的pH值。在二氧化碳排放水平保持不变的情况下，从1800年至2100年期间，海洋表层的pH值发生了明显变化，降幅达0.6（左图）。在声音频率为200赫兹时，深海的噪音吸收能力相应下降达60%（随着纬度的不同会有所变化）
二氧化碳之所以被冠以“温室气体”的恶名，是缘于人类生产活动造成的主要废弃物之一，引发了全球气候的变化。然而，释放到大气中的二氧化碳同时也被海洋吸纳，其速度约为每小时100万吨，与海水发生反应生成碳酸，造成海水pH值的降低，海洋环境由此受到影响。如对珊瑚礁和其他水生动物的呼吸造成损害，以及降低海洋吸收低频噪声的能力。
PH值与海水酸化
在去年12月20日出版的《自然-地球科学》杂志上，夏威夷大学的海洋学家塔蒂亚娜·伊丽娜（Tatiana Ilyina）、理查德·齐伯（Richard Zeebe）和加州蒙特里海湾水族研究所的地球化学家彼得·布鲁尔（Peter Brewer）报道说，海水pH值降低0.6，深水层对低频噪音的吸收会减少60%以上。伊丽娜说：“海水酸性化不仅影响海洋的化学性质，而且也影响海洋基本的物理特性。”
齐伯认为，目前海洋表面的平均pH值大约下降到了8.1。在工业革命开始之前的1800年前后，pH值为8.2。0.1的下降幅度听起来并不大，但是pH值单位利用的是对数标度，即每降低一个单位意味着酸度上升10倍。
根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）对下个世纪来自化石燃料的二氧化碳排放所进行的预测，研究人员计算出海水pH值在表层和1000米深处的变化情况，以及当频率低于10千赫时海水对不同噪音的吸收情况所发生的相应变化。应该说，IPCC的预测是适度的，假设二氧化碳的排放处于不变的情况下，表层海水的pH值下降幅度约为0.6，深层海水的pH值下降幅度约为0.2——0.4。
噪音吸收能力相应的降低幅度取决于区域和噪音频率。在噪音频率约为200赫兹时，降低幅度从约10%——50%不等。在所有的频率中，噪音吸收能力变化最大的是两极地区，因为较冷的海水吸收的二氧化碳更多，因而海水的pH值变化也就更大。
pH值的变化还可以影响深海区域。在大约1000米的深处，由于温度和压力的作用，产生了一条水中“通道”，噪音在这条通道中可以传播几万公里。比如，鲸和其他一些海洋生物就是利用这条通道进行远程通信。尽管大多数人为的噪声作用于海洋表层，但是也可以曲折地向下传播，进入这条通道。
海水酸性化影响着海洋化学物质的平衡，包括对珊瑚礁等海洋生物构成威胁。上图为研究人员在海底检测取样
离子犹如一对情侣
尽管噪音在海洋中的减弱很大程度上是由于距离、回声和湍流造成的，但是跟pH值相关的噪音吸收能力的变化产生于天然盐份的共振反应，即硼酸化合物和硫化镁。布鲁尔说，两者的反应是类似的，但是硫酸镁的反应更直接。“镁离子和硫酸根离子互相吸引，从人类学角度来说，它们就好像是一对正在约会的情侣。在正常状态下，两种离子之间只有一个水分子，就像一对情侣带着一个女伴。当声波通过的时候，往往会挤压这一组微粒，结果水分子被挤出去，互相吸引的一对离子就结合而成，尽管时间非常短暂。
当声波穿过之后，水分子又回来将两者分开。在整个运作过程中，同时也掠走了声波的一些能量。”问题是，随着海洋的酸度增强，电离形式的硼酸盐相应减少了，而能够产生共振并吸收噪音的电离态盐份也随之减少了。
布鲁尔强调，这种噪音吸收能力下降的效应局限于较小的频率范围内，大约在100赫兹——10千赫之间。他估计，范围在100英里、频率约200赫兹——600赫兹之间，对这种效应的感觉将会最为强烈。“一次微弱效应达到40%并不算大，”布鲁尔说，“但从另一个角度来讲，40%本身是个不小的数目；如果某类生物对那个范围的噪音敏感，它们就会感觉到有明显的变化。”
噪音频率正逐渐影响到海洋生物的承受范围。此外，多数人为的海洋噪声频率在10赫兹至1千赫之间，而且音量正在升高，其中最主要的噪声来自海运。研究人员认为，在过去40年中，全世界轮船的数量将近翻了一倍，由此可能存在“噪音热点区域”，这些区域对噪音传播的变化最为敏感，如在高纬度地区，而且又是轮船频繁经过的区域。
“这种影响在雷达屏幕上看不到，所以有必要站出来问一问，‘嗨，这该怎么办？’”布鲁尔说，“这不仅意味着我们应该以新的方式来看待地球，同时也意味着将要发生的变化层出不穷。我们已经在温室气体铺就的道路上穿行得很远，但是我们远远没有搞清楚将会发生些什么。我们进入了一个陌生的新世界之中。”
资料来源 American Scientist
责任编辑 则 鸣