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    海洋風險:蛤蜊中的原子揭示海洋酸化

    源自《國際原子能機構通報》
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    對于世界各地的科學家來說,蛤蜊、珊瑚和小海蝸牛等海洋生物是了解二氧化碳排放如何影響海洋的窗口。(圖/伊斯坦布爾大學放射生態學實驗室M. Belivermi?)

    蛤蜊和其他軟體動物正受到威脅。隨著二氧化碳排放量的增加,海洋逐漸酸化,一些海洋生物將更難以構建它們的外殼或骨骼。這對這些生物本身和賴以生存的人們來說都是壞消息。

    好消息呢?科學家們可以利用同位素技術追蹤這些殼體海洋動物中的原子,更好地了解海洋酸化和氣候變化的影響,這是解決問題的第一步。

    “隨著海洋酸度增加,一些生物吸收并積累了比其他生物更多的放射性核素或金屬,生長得更慢,或需要更多的食物才能生存。核技術可以追蹤所有這些影響。”伊斯坦布爾大學放射生態學實驗室的科學家Murat Belivermi?說,他正在利用同位素技術研究氣候變化和海洋酸化對具有社會經濟重要性的海產品的影響。Belivermi?于2013年在原子能機構摩納哥環境實驗室進修期間學習了如何使用核技術和同位素技術。

    對于世界各地的科學家來說,蛤蜊、珊瑚和小海蝸牛等海洋生物是了解氣候條件變化如何影響海洋的窗口。作為氣候變化背后的推動力,不斷增加的二氧化碳排放也加速了海洋酸化。世界排入大氣中的二氧化碳有四分之一被海洋吸收,改變了海水化學,繼而改變了一些海洋生態系統和生物。

    核技術和同位素技術是科學家研究海洋酸化的有力工具。海洋酸化有時被稱為“另一個二氧化碳問題”。諸如鈣-45等放射性同位素可作為精準示蹤劑,用于檢查例如鈣化生物的生長速度(見“科學”欄)。這些生物包括以碳酸鈣(海洋中的一種天然礦物質)構建外殼的貽貝和蛤蜊。海洋酸化使蛤類和貝類更難找到構建和維持其碳酸鈣外殼所需的材料。

    利用放射性示蹤劑,Belivermi?和他的同事發現,在接觸微酸化海水條件下,蛤蜊吸收的鈷量是平衡控制條件下的兩倍,而其他海洋生物,如牡蠣,則表現出更高的適應能力。這表明海洋酸化不僅對蛤蜊本身構成風險,而且對食用它們的人們也構成風險。鈷是人體微量需要的重金屬,但在濃度升高時產生毒性。這對土耳其沿海社區等地具有更廣泛的社會經濟影響,這些社區依賴海產品供當地消費以及出口到歐洲國家。

    “包括土耳其許多水產養殖者在內的漁業依賴于蛤蜊等某些海產品品種。因此,這種研究可以幫助養殖者適應不斷變化的條件,同時也有助于保護該國的漁業經濟。”Belivermi?說。

    Belivermi?和他的同事 ?nder K?l?? 正在努力擴大與原子能機構的合作,研究海洋酸化對土耳其海產品品種(地中海貽貝或烏魚)的生長、營養價值和健康狀況的長期影響。

    “貽貝類生物可存活兩年。”Belivermi?說。“為了使我們能夠研究生物的整個生命周期,并充分了解其如何適應酸化水,我們需要更長時間的實驗。”

    隨著海洋酸度增加,一些生物吸收并積累了比其他生物更多的放射性核素或金屬,生長得更慢,或需要更多的食物才能生存。核技術可以追蹤所有這些影響。
    土耳其伊斯坦布爾大學放射生態學實驗室科學家Murat Belivermi?

    pH值的變化使牡蠣外殼被漂白而不是受到破壞:pH8.1是當前環境條件;pH7.8是2100年的估計值;pH7.5是2300年的估計值。(圖/伊斯坦布爾大學放射生態學實驗室N. Sezer)

    了解海洋酸化的長期影響

    為了解全球海洋酸化的長期影響,還有很多工作要做。對海洋生物的研究通常持續數周至數月,但隨著時間的推移,掌握變化的海洋產生的更現實影響需要幾代人的研究。

    將于2019年啟動的為期四年的原子能機構協調研究項目,將把科學家匯集到一起進一步了解海洋酸化對海洋生物的影響。該項目旨在填補具有經濟社會重要性的海產品品種的數據空白,并探討水產養殖業和海產品業的適應戰略。

    它還將幫助科學家了解海洋酸化對海產品中的必要營養素(例如有益于人類心血管系統的不飽和脂肪酸)的長期影響,以及因此可能產生的對人體健康的影響。科學家將使用常規技術及核和同位素技術研究包含這些營養素的海產品品種,包括牡蠣、貽貝、蝦、龍蝦和魚類。

    “海洋一方面很脆弱,另一方面也具有強大的恢復能力。我們已經看到,如果管理得當,海洋就可以恢復。”原子能機構環境實驗室主任David Osborn說。“重要的是,應該認識到人類對海洋的威脅、這些威脅的綜合影響,并分配資源了解這些影響,以積極有效的方式應對這些影響。”

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