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一個十幾歲的小姑娘能懂什麽? (一) 海水酸化

(2020-05-14 16:25:30) 下一個

昨天有人問一個十幾歲的小姑娘能懂什麽? 今天浮光掠影地回答這個問題。  Greta Thurnburgh從8歲開始關注暖化, 文末是十五,六歲的時候的演講。  我們就較一較真,看看她到底(能)懂什麽。  

她在不同的演講中多次提到海水酸化 (比如文末視頻的1:15)。  這是一個人們不常提的問題。 但實際上是個科學家很關心的問題。

二氧化碳在大氣中的濃度升高,溶於海水。 這其實有兩個惡果。  一是因溶於海水的二氧化碳暫時起不到暖化的後果, 滯後了暖化的效應。 注意,這是滯後,而不是消除。  我們還沒看到現在釋放的二氧化碳帶來的所有後果。  等以後溫度升高了, 海洋中的儲存的二氧化碳釋放出來, 會加劇暖化。  

而另一個惡果是海水的酸化,化學方程式如下。 

CO2 (aq) + H2O ? H2CO3 =  HCO3 + H+ = CO32− + 2 H+.

簡化一下可以寫成: CO2 (aq) + H2O = CO32− + 2 H+.  這也就是初中水平的無機化學知識。不難理解: 反應過後多出來的氫離子在海洋中增加海水的酸性。 

海水酸化會帶來什麽後果。

1. 破壞珊瑚。 珊瑚的主要成分是碳酸鈣, 酸化後碳酸鈣溶解度增加,這也是初中無機化學的基本內容。  你要問我們要珊瑚幹嘛? (1) 珊瑚是支撐很多旅遊業的景點。 (2) 珊瑚是海洋生態圈的一個重要部分, 在維持生態平衡中起到重要的作用 。

2. 破壞其他貝類(原理也是碳酸鈣的溶解度)

3. 由於棘皮動物(海參海星)等其他生物對酸堿度敏感度高, 也直接破壞這些生物的生存。

以上隻是破壞生態係統的一些典型的例子。  海水酸化本身就會帶來海洋一定的生物物種滅絕。   即使你不關心動植物保護, 人類依賴的漁業,農業都依賴生物圈的“服務”。 Ecosystem Services.  破壞生態圈, 破壞生態服務, 到頭來最遭殃的是人類的經濟與生存環境。

以上是普通初中生非常容易理解的內容, 對稍微好學一點的小學生也不難。所以Greta Thunberg經過七八年的學習懂這些一點也不奇怪。  要問的到應該是, 全世界大人到底有多少懂這個的?

 

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閱讀 ()評論 (11)
評論
SwiperTheFox 回複 悄悄話 回複 'XiaoPan_DE' 的評論 :

如果象你前麵說地一樣隻求理解的話, 根本就不用具體計算。 利用化學平衡原理很簡單就容易明白了:

就拿第一個平衡: CO2 + H2O = HCO3 (-) + H(+) 舉例來說:
根據化學平衡, 在同等氣壓,溫度與鹽濃度下: K=[HCO3] [H+] / [CO2] [H2O].
水的濃度濃度變化可以忽略不記, [HCO3]與[H+]的乘積的變化與二氧化碳的變化是一致的。 大氣中二氧化碳的濃度增加50%, 嚴格按照公式推, 在【沒有其他因素影響的條件下】[HCO3]和 [H+]應各增加70%。

以上是極為簡化的推算。 比如沒有考慮大氣二氧化碳與水溶二氧化碳, 以及海水裏其他的化學平衡。 但是推算結果與30%是同一個數量級的。 而實際測量的結果是PH降低了0.1. 見《科學》文章:
Feely 2008, Evidence for Upwelling of Corrosiv “Acidified” Water onto the Continental Shelf
XiaoPan_DE 回複 悄悄話 你用平衡常數去算一下就知道是咋回事了
SwiperTheFox 回複 悄悄話 回複 'XiaoPan_DE' 的評論 :

我在樓下已經回答過了, 目前PH降了0.1, 即增加了26%的酸度。
再請想象一下, 人類每年往大氣中釋放200到500億噸的二氧化碳, 40%溶於海水, 那就是80億道200億噸的二氧化碳。

從平衡角度講, 現在二氧化碳濃度比工業化前多50%, 也從另一個說明不是可以忽略的數量。
XiaoPan_DE 回複 悄悄話 我不能理解海水裏那麽多鹽的情況下,空氣中增加的二氧化碳會改變它的酸度多少?畢竟二氧化碳在水中的溶解度不是無限的
SwiperTheFox 回複 悄悄話 回複 'phxonfire' 的評論 :

PH 降了0.1, 酸度增加了30%; 確切計算是26%

Source: https://www.pmel.noaa.gov/co2/story/What+is+Ocean+Acidification%3F
SwiperTheFox 回複 悄悄話 回複 'touchlife' 的評論 :

小姑娘沒說她做的是科研, 她倡導大家聽科學家的話。 很難想象二十一世紀, 還要個小姑娘來提醒的大家。

她能聽懂克學結論就可以了, 比如我並沒有真讀懂愛因斯坦的論文, 也相信相對論是“正確”的, 敢把導航的任務交給依賴相對論的導航儀。

phxonfire 回複 悄悄話 另外,要賣物理化學知識,先搞明白一個基本變量:濃度!一瓶濃硫酸稀釋10000倍,你覺得還能把人臉毀容嗎?別動不動就“破壞珊瑚,破壞貝類”。有海水pH值變化的數據嗎?pH變化多少會產生破壞?pH在海底的分布圖有嗎?
phxonfire 回複 悄悄話 沒聽說過碳酸,還沒喝過雪碧嗎?這麽低能的問題也好意思拿出來問:“全世界大人到底有多少懂這個的”?我倒!
touchlife 回複 悄悄話 知道化學方程式和幾個名詞,並不代表真正懂得它們之間的聯係,或者是否有聯係。

如果科學研究這麽容易,那還要博士博士後幹什麽,就讓中學生做好了。
SwiperTheFox 回複 悄悄話 回複 'BeThereDoIt' 的評論 :

謝謝提供資料,學習了
BeThereDoIt 回複 悄悄話 海水酸化是一個剛出現近十年的相當新的課題 仍待多方研究調查探討 請到以下鏈接查看概略:
https://www.whoi.edu/wp-content/uploads/2019/04/OA-FAQ-Chinese_60806.pdf
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