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海洋缺氧的秘密

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【摘要】:
为什么海洋中会出现“缺氧”的现象呢?
  氧气是维持生命的基本物质,其重要性不言而喻。与部分公众的一些认知不同,森林植物所进行的光合作用,并不足以维持大气中的氧气含量平衡,而海洋才是地球上氧气的主要来源。确切地说,海洋浮游植物是氧气的主要制造者。尽管这种微小的海洋生物的种类和数量都还无法准确估计,但学者们仍大胆地估算,大气中的氧气大约有50%至80%是来自这些海洋浮游植物的无私贡献。
  
  那么,为什么海洋中会出现“缺氧”的现象呢?
 
 
  其实,这是因为,氧气浓度在海洋中的分布并不是均匀的。其一般分布特征是海洋上层多、底层少,高纬度多、低纬度少,但在一些特殊时间段或者特殊海域,海洋中的氧气会特别少。比如,夏季我国长江口的底层海水就经常发生氧气浓度很低的现象,甚至会低于大多数海洋动物所需氧气浓度的最低值,这种现象也被研究者称为水体缺氧。长期生活在氧气浓度不足以满足自身生存的海域里的鱼类,只有两个选择:要么逃离这片缺氧海域,要么等着窒息而死。缺氧的海洋是无法支撑大规模的鱼群生存的,所以又称为“海洋死亡区”。
 
  研究表明,我国长江口水域的缺氧其实是一种季节性现象。这种水体缺氧的季节性现象持续时间较长——最长可以从每年五月中下旬一直持续到当年十月上旬,同时水体缺氧现象可能会随时间出现急剧变化。所谓“急剧变化”不仅意味着随着时间变化,水体中含氧量浓度值的巨大差别,同时这种变化又比较快速,给科学研究带来很大挑战,而相关水域的鱼群也难以有充足的时间去应对。水体缺氧现象存在的时间越长,对海洋生物可能产生的危害越大。但是到底危害程度有多大、会带来哪些损失,目前却又很难通过一次两次的观测来解释。
 
 
  造成这种水体季节性缺氧现象的主要原因是海洋本身是激烈动态变化的系统。海洋系统变化的速度可能忽快忽慢,并且影响的因素也非常多,包括潮汐、台风、季风、环流、气候等不同时间尺度的自然现象。同时,激烈变化的海洋系统又会进一步影响到海洋中营养物质的循环、海洋生物的生长等。因而海洋的缺氧规律远比湖泊、池塘中的缺氧更为复杂。
 
  “窒息”的海洋不是我国长江口水域独有的现象。有些海洋缺氧出现在特定季节,有些是间歇性发生,也有些几乎是永久性存在;有些海区的缺氧还在继续恶化,有些地方已经逐渐开始缓解。
 
  在大洋中,人类也多次发现了海洋“窒息”的确凿证据。比如,位于赤道附近的东太平洋、印度洋北部的孟加拉湾和阿拉伯海等,均发现有不同程度的海水缺氧问题。其中在印度洋,缺氧的海洋深度范围从100米左右可延伸到海底近1000米。在孟加拉湾东部的安达曼海的观测中也发现了海水缺氧现象,经初步分析推测,这极有可能是海水流动把孟加湾的缺氧水体带入了安达曼海,也可能还有局地耗氧过程的共同作用。
——本文转载自“科普中国-科技前沿大师谈”——

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发布时间:
2020-09-18

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