今年夏天，来自欧洲和亚洲的35名海洋学家和海洋生物学家徒步前往挪威的斯瓦尔巴群岛，距离北极约750英里。然后他们继续前进，直接进入水中，建立了一个复杂的“水下试管”系统。他们的任务是研究这些寒冷水域中丰富的海洋生物将如何承受世界上最严峻但宣传最少的环境威胁之一：海洋酸化的日益加剧。
随着大气中二氧化碳水平的升高，海洋吸收了更多的二氧化碳，二氧化碳与水反应形成碳酸。如今，海水表面的酸度比工业革命初期平均高出30%。与气候变化可能引发的难以测量和预测的风暴、干旱和热浪不同，海洋酸化正以令人不安的规律性推进。最保守的模型预测，到本世纪末，海洋的酸度将是工业化前时期的两倍。“在过去的200年里，我们改变海水化学的速率至少在2000万年里没有发生过，”欧洲海洋酸化项目（EPOCA）的协调员、斯瓦尔巴群岛实验的首席科学家、海洋学家Jean-Pierre Gattuso说。
先前的酸化事件——可能由大规模、持续的火山喷发释放的二氧化碳引起——产生了巨大的生态影响。“我们知道过去的酸化事件在生物大灭绝中起到了作用，当时大量的动植物从海洋中消失，”Gattuso说。“生命是灵活的，所以有些生物能够适应和进化。今天的担忧是，变化发生得如此之快，以至于许多生物可能没有时间来适应。”
酸化的海水将如何影响海洋生物的科学仍处于初级阶段，但到目前为止的证据表明，受影响最严重的是那些由碳酸钙构成外壳或骨骼的生物，包括珊瑚、软体动物和许多浮游生物。酸会溶解碳酸盐，因此随着世界海洋pH值的下降，这些动物可能难以维持它们的身体部分。
为中层生态系统设置的尖头塑料屋顶可以防止海鸟落在上面。挪威的斯瓦尔巴群岛是约150种鸟类的家园，包括北极燕鸥，它们是所有动物中迁徙距离最长的（近4.5万英里往返南极）。燕鸥以浮游生物为食，而浮游生物可能会受到海洋酸化的影响。| NULL
“真正未知的是海洋生态系统将如何响应，”美国国家海洋和大气管理局海洋生物学家Ned Cyr说，他是一个负责制定协调国家监测该问题的政府工作组的主席。“在海洋中，一切都以其他东西为食。如果我们开始失去关键的猎物物种，我们可能会发现各种意想不到的影响。”
Gattuso及其同事在斯瓦尔巴群岛进行了实验，以研究这些影响。在这项同类研究中规模最大的研究中，该小组监测了海洋食物链底层的物种——病毒、细菌、称为浮游植物的微观植物以及它们的动物对应物浮游动物——在不同酸度下的反应。结果将使科学家们能够预测海洋生物对未来二十年预计将上升40%的二氧化碳水平的反应。
联合国最近的一份报告警告说，全球有超过10亿人依靠海产品（pdf）作为其主要的蛋白质来源，酸化可能对人类食物供应构成重大威胁。“应对酸化潜在威胁的明显解决方案，”作者说，“是迅速而大量地减少人为二氧化碳排放。”Gattuso及其同事希望找出这些减排需要多大以及多快。“目标是，”他说，“确定是否存在一个我们不希望达到的临界点。”
