由于化石燃料燃烧和森林砍伐而释放到大气中的人为二氧化碳大约有三分之一被排入海洋。当二氧化碳溶解在海水中时，会变成弱酸性碳酸，降低海水的pH值（海洋酸化）。自工业革命以来，大气中二氧化碳的浓度增加，海水的pH值迅速下降。海洋酸化是由碳酸钙（CaCO3) 有人担心，通过抑制产生骨骼的海洋生物（珊瑚、贝类、海胆等）的钙化，不仅会对海洋生态系统产生负面影响，还会对人类经济活动产生负面影响。
这次，东京大学、日本海洋地球科学技术机构、米乐m6官方网站和气象研究所的研究小组对栖息在父岛（小笠原群岛）和喜界岛（奄美群岛）的珊瑚的骨架进行了研究硼同位素比（注1）和碳同位素比（注2）进行了分析。结果，海水的 pH 值因海洋酸化而降低。钙化母液（注3）的pH值，表明它可能开始对钙化产生负面影响。近年来，由于人为气候变化导致水温上升，珊瑚礁白化事件的频率和强度不断增加，但研究结果表明，海洋酸化也可能开始影响珊瑚钙化，这为预测珊瑚礁生态系统的未来提供了重要的知识。
[背景和研究方法]
自工业革命以来，由于化石燃料的使用增加和森林砍伐，大气中二氧化碳的浓度增加，导致海洋表层水中二氧化碳的浓度增加。因此，海洋酸化会降低海水的 pH 值，人们担心会对产生碳酸钙骨骼的海洋生物产生负面影响。一种造礁珊瑚，块状滨珊瑚 (滨珊瑚spp) 已知寿命超过 100 年，它们的骨骼记录了过去海洋酸化的历史，使它们适合进行影响评估。此外，通过日本气象厅对日本附近的西北太平洋的长期监测，海洋酸化的进展情况得到了很好的追踪（图1）。轻松比较珊瑚骨骼的同位素记录与海水记录是一个非常重要的优势。
在这项研究中，我们通过分析从位于西北太平洋的父岛（小笠原群岛）和喜界岛（奄美群岛）收集的大量滨珊瑚骨骼，评估了海洋酸化对珊瑚钙化的影响（图1）。珊瑚具有调节钙化母液pH值的能力，其骨骼中的硼同位素比记录了其钙化母液的pH值，碳同位素比记录了海水中碳的组成。测量生物碳酸钙样品（包括珊瑚骨骼）中的硼同位素极其困难，只能在世界各地的少数实验室中完成。其原因包括硼的环境空白较高以及测量过程中抑制同位素分馏的技术难度。为了进行分析，我们使用了日本海洋地球科学技术机构/高知核心研究所的多接收器 ICP 质谱仪 (Thermo Finnigan NEPTUNE) 和表面电离质谱仪 (Thermo Finnigan TRITON)。使用大气和海洋研究所的稳定同位素分析仪（Thermo Fisher Scientific Delta V plus）对同一骨骼样本进行碳同位素分析。
[研究结果]
滨珊瑚骨骼中的硼和碳同位素比率在过去 100 年中均呈现下降趋势，其中自 1960 年以来下降最为显着（图 2）。硼同位素比的降低表明钙化母液的pH在降低，碳同位素比的降低表明海水(和钙化母液)中溶解的碳的碳同位素在降低。后者是13C suus 效果这是一种称为（注 4）的现象，是由于化石燃料燃烧和森林砍伐而人为释放的12富含碳的碳被解释为地球表面系统碳库同位素组成变化的结果，例如大气中的二氧化碳和表层海水中溶解的碳。
此前，人们普遍认为，海洋酸化导致的海水pH值降低不会显着降低钙化母液的pH值。钙化母液具有稳态功能（稳态：一种无论环境如何变化，如人体温度，都试图维持恒定状态的生理行为），并且有人指出珊瑚可以主动调节其pH值。然而，这项研究的结果表明，钙化母液的稳态功能可能会受到损害，这与之前研究的预测相反。先前的另一项研究使用 pH 指示剂和共焦显微镜可视化钙化母液的 pH 值，结果表明钙化母液的 pH 值降低碳酸钙饱和度（注5）并最终抑制钙化。因此，人们认为海洋酸化已经开始对栖息在父岛和喜界岛的大量滨珊瑚的钙化母液产生负面影响。
[未来展望]
在造礁珊瑚中，已知块状滨珊瑚对环境压力特别有抵抗力，它们已被证实生活在加拉帕戈斯群岛和巴布亚新几内亚等地，这些地方的海水由于赤道上升流和火山二氧化碳泄漏而变成自然酸性。因此，其他比块状滨珊瑚更容易受到海洋酸化影响的造礁珊瑚可能会受到更大程度的影响。未来，有必要对滨珊瑚以外的造礁珊瑚的骨骼进行硼同位素测量，以更仔细地评估海洋酸化的影响。
杂志名称：Scientific Reports（8 月 9 日）
论文标题：由于人为二氧化碳的掺入，珊瑚钙化液的 pH 值迅速下降2
作者：久保田薰、横山佑介、石川刚、铃木敦、石井正雄
DOI：101038/s41598-017-07680-0
摘要网址：https://wwwnaturecom/articles/s41598-017-07680-0