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生命系统。像这头座头鲸这样的动物，必须浮出水面呼吸，是大型海洋生态系统的一部分，其在地球气候中的作用往往被低估。通过：盖蒂图片社
到目前为止，海洋已经吸收了我们 30% 的过量二氧化碳和 90% 的额外能源。这个系统会翻倒吗？
简而言之
·与气候相关。 到目前为止，海洋阻止了温度的公然上升，它们对一氧化碳的储存也至关重要。
·酸化。 海洋必须吸收的一氧化碳越多，情况就越糟糕。海洋生物减弱，吸收速度减慢。
·海洋热能。 海洋将多余的能量储存为热量。但随着温度的升高，这种能力会降低。
·反馈。此外，对气候至关重要的洋流也有临界点，具体取决于盐分和温度。
这是我关注海洋和深海采矿后果的第一篇文章……
我是斜杠青年，一个PE背景的杂食性学者！♥致力于剖析如何解决我们这个时代的重大问题！♥使用数据和研究来了解真正有所作为的因素！
自1960 年以来，海洋已经吸收了气候系统中约 90% 的额外能源。那是 460 泽焦耳，在整整 60 年内。460 x 10²¹ 焦耳。数量巨大。你必须不停地运行 268,000 座普通规模的核电站——例如瑞士的 Gösgen——才能产生这么多的能源。因此，我们很幸运，实际上只有大约 1% 的可用能源会导致大气变暖。
世界海洋每年还吸收了我们通过燃烧化石燃料和砍伐森林而排放到大气中的二氧化碳的 20% 到 30%。值得庆幸的是，我们以这种方式排放到大气中的每三到四个 CO 分子就会进入海洋。如果不是这种情况，全球平均气温已经上升了 2 到 3 摄氏度以上。
目前，大气中的 CO 浓度（对陆地和海洋的加热很重要）为 426 ppm（百万分之一），而不是 500 ppm 或更高。（如果 100 万个颗粒中有 426 个看起来很小：这个数量相当于奥林匹克游泳池中的 1,000 升任何液体。
深海采矿有可能对海洋转化一氧化碳并将其输送到深海的能力产生负面影响。这并非没有问题，因为已经显示出薄弱迹象的机制对于去除热量和一氧化碳起着决定性的作用：海洋中的洋流、它们层的混合以及海洋中的生物地球化学过程，这些都是由动物和植物维持的，等等。
海洋是如何运作的
海洋和大气是耦合系统：如果海洋系统遇到困难，这会反映在陆地上——包括奥地利和瑞士等内陆地区——表现为气温进一步上升和更强烈的极端天气（热浪、强降雨、风暴）。
那么热量是如何进入海洋的呢？众所周知，一氧化碳等温室气体会阻挡来自地球的长波热反射。这意味着部分能量留在地球表面——它会变得更热。占地球表面 71% 的海洋比陆地变暖要慢得多，因为加热液体比加热固体需要更多的能量。
海洋表面的全球平均温度。与此同时，今年的气温再次高于 2023 年。通过：Julia © Zott，数据：NOAA
海洋首先在最上层变暖。加热导致水分子以更高的速度移动，因此需要更多的空间。结果，最上层的水膨胀。这就是热膨胀。自 1900 年以来，海平面上升了 20 厘米，其中 45% 是由它造成的。其余的是由于南极洲和格陵兰岛的冰川和冰盖融化。分子之间的空间越大，即密度越低，变暖的海面就越轻，并且位于更深、更冷和更重的层上。
循环的作用
如果没有进一步的干预，这些温暖的轻质水现在只会停留在表面——结果，一旦空气和水处于相同的温度，大气中的热量吸收就会停止。说 460 泽焦耳是不可能的。
海洋的主要洋流是由风和海水密度的变化驱动的，将热量和营养物质分布在地球上。海洋最近也再次成为锌、铜、锂等的潜在原材料来源。通过：朱莉娅·佐特
除了缓慢扩散之外，海洋环流和洋流也开始发挥作用。这些技术将温暖的水从表面带走并分配到海洋中，以便海洋表面可以再次冷却并从大气中吸收热量。
但是，您如何设法将温暖、轻盈的水引入深处并使其循环呢？地球上只有少数几个地区可以实现深水形成的壮举。其中，北大西洋和南大洋的海域拥有最大的交换能力。在北大西洋，是大西洋经向翻转环流，简称 AMOC，因罗兰·艾默里奇和他的电影《后天》（2004 年）而闻名，它将热量带入深处，在大西洋南部，南大洋的南极底水翻转环流，缩写不那么迷人 AABW。
AMOC 是一股温暖的表层流，从南大西洋越过赤道一直到北冰洋，将热量释放到空气中。随着冷却，水变得越来越稠密，直到沉到大约 3,000 米，然后以寒冷的深流的形式向南流回。
然而，AMOC 不仅给北方带来了热量，还带来了盐分。这种盐来自蒸发的南大西洋，使水变得稠密而沉重。这就是北大西洋所有地方的水都在下沉的原因。AABW 也是由于温度和盐度引起的密度差异而实现的。
因此，盐和温度这两个参数是 AMOC 和 AABW 的痛点：随着温度的升高，冰川和冰盖的融化加速;这种淡水降低了盐度，降低了海水的密度，从而削弱了整个全球循环中热量的去除和再吸收。
自 1960 年以来，AABW 已经放缓了三分之一，AMOC 放缓了约 15%，尽管这里仍然存在很大的不确定性。目前尚不清楚电流的相应临界点位于什么温度下，但已知电流具有临界点，在该临界点上，自我强化的反馈会导致剧变枯竭。
热量和 CO2
自 19 世纪以来，世界海洋表面的温度上升了 0.9 摄氏度。我们从自 1980 年代以来一直存在的船舶和卫星的测量以及自千禧年之交以来一直存在的漂流浮标的测量中了解到这一点。
这 0.9 度的升高是指全球平均地表温度。在区域和临时方面，在某些情况下会出现更大的温度升高。我们还从研究中了解到，海洋热浪变得越来越频繁、更强烈和持续时间更长。周期性天气现象，如拉尼娜和厄尔尼诺，导致降温或变暖（如 2023 年的厄尔尼诺现象）暂时减弱或加剧了总体上升趋势，但不是其原因。
事实与数据👇🏻
分层
·除其他外，海水密度的变化会导致海洋垂直分层的混合。因此，一氧化碳和热量从大气中被去除。
·主要洋流取决于盐和温度的差异，以便发生密度差异并成功混合。
·进入海水的一氧化碳越多，海水越暖，过程就越停滞。这是一种反馈效应。
·这种所谓的分层不仅影响近地表层，还影响深层和结合的 CO 向海洋深处的运输。
·例如，研究人员发现，所谓的溶菌素会膨胀。这是钙壳和骨架逐渐溶解的层，直到在碳酸盐补偿深度 （CCD） 处没有碳酸钙结合。
·CCD 的较高迁移意味着壳和骨架更早溶解。这种来自“底层”的酸化将对海洋中的所有生物产生负面影响，因此也会对渔业产生负面影响，并且由于物质下沉的减少，将对海洋结合一氧化碳的能力产生负面影响。41% 的海洋被酸化。
变暖加剧会引发一个恶性循环：海洋中的热量传输越不成功，海洋可以吸收的一氧化碳就越少，因为较暖的液体通常比冷的液体溶解气体的能力更差。因此，温度越高，海洋转化和处理 CO 的能力就越低。大气中残留的一氧化碳越多，这反过来又会导致海洋进一步变暖。经典的正反馈效应。我们知道这种影响有多强：自 1750 年以来，海洋的 CO 效率下降了 10%。
这种减少的另一个原因和变暖的后果是水的更大分层或分层。这意味着冷层和暖层混合得更差——正是因为，例如，循环过程不再那么有效。AMOC 和 AABW 已经放慢了脚步。
氢离子问题
如果混合变小，则更多的 CO 会留在位于冷层之上的暖表面层中。它不再被运送到深处。这也启动了化学在其中起着增强作用的反馈：一氧化碳在海水中的溶解度特别好，因为它含有大量的碳酸根离子，这些碳酸根离子是由河流等引入的。二氧化碳与水结合形成碳酸氢盐，在此过程中释放出氢离子——这是海洋酸化的原因。
通常，珊瑚、钙质藻类或贻贝等生物的碳酸根离子将用于骨骼和贝壳。碳酸根离子越少，钙化就越严重，钙质壳甚至开始溶解。此外，海洋的更大分层减少了营养物质从深处到表面的运输，导致浮游植物产量减少。有机碳向深处的运输减少。然而，留在表面的无机物越多，海洋中储存的一氧化碳就越少。
最大负载
“海洋系统”已经显示出明显的压力信号。在深海开采原材料的计划将给它带来更大的压力。我们应该记住：海洋不仅在地质学上处于地球上生命的起源，它们仍然是这个星球上生命的基础。
结论
海洋有临界点。例如，取决于盐度和温度差异的 AMOC 和 AABW 流量可能会停止。就海洋吸收二氧化碳的能力而言，似乎没有一个临界点，但存在放大（正）反馈效应：温度越高，二氧化碳越多，吸收速度就越慢。这削弱了显著的碳汇。酸化还会导致动植物的损失，尤其是那些处于食物链起点的动植物。这危及全球食物链，这凸显了大幅减少温室气体排放的必要性。
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