嘘,告诉你一个存碳的秘密:海洋是家“不正经”的银行

  让我们从一次出行开始:假设你开车往返城郊,里程约50公里。你的爱车大约会排放10公斤的二氧化碳。这些看不见的气体,就是你个人“气候账户”上新增的一笔欠款。

  现在,请环顾四周,寻找能“抵消”这笔欠款的东西。你可能想到路边的树木。是的,一棵茂盛的树每年大约能吸收10公斤二氧化碳。但是,你刚刚一趟出行产生的碳,就需要一棵树辛勤工作一整年才能完全吸收。

  如果全城、全国乃至全球的碳排放,都只能依赖森林来吸收,我们早已入不敷出。

  那么,还有谁在大规模地平衡着这笔全球性的“气候欠账”?

  答案是海洋。

  你每次排放的二氧化碳,约有四分之一在短时间内就被海洋表层吸收。它就像一个吞吐量惊人的无形仓库,接收着人类活动的“碳包裹”。

  因此,我们可以将海洋理解为一个超级 “碳汇银行” 。我们排放的碳,是我们的“负债”。而海洋吸收和封存碳的能力,则是这个星球上规模最大、最宝贵的自然财富。

  这笔财富究竟如何运作?它安全吗?而我们,作为无意间不断“赊账”的客户,又该如何看待和管理自己与这家银行的关系?

  接下来,就让我们一同走进这家“海洋碳汇银行”。

  一、银行的“三大业务”——碳在海洋中的“储蓄”方式

  业务一:基础活期——“溶解存款”

  海洋可以直接物理溶解大气中的二氧化碳,二氧化碳在海气界面进行扩散交换,其溶解度受海水温度、盐度及大气分压影响,而冷水比暖水能溶解更多二氧化碳。

  这就好比银行的“现金窗口”。你排放的二氧化碳像现金一样,直接被海水这个“柜台”接收。随后,全球洋流系统扮演“运钞车”角色,将富含碳的冷水送往深海“金库”暂存。

  风险提示:

  但是二氧化碳在海水中的溶解度与温度成反比关系。海水温度每升高1℃,其溶解二氧化碳的能力下降约4%。同时,已溶解的二氧化碳会与水形成碳酸,建立动态平衡,可能降低对二氧化碳的吸收效率。

  这就像存了个“利率会变(甚至还可能变成负数)的活期”。海水一暖和,不仅新碳难存进去,旧碳还可能被“退回来”。所以别指望这个方法能长期管用。

  业务二:中级理财——“生物快递”

  浮游植物通过光合作用将无机碳转化为有机碳,形成初级生产力。这部分有机碳通过食物链传递,并以生物残骸、粪便颗粒等形式形成“海洋雪”,在重力作用下向海底输送,此过程被称为“生物泵”。

  这是银行的“理财中心”。数万亿的浮游植物是勤劳的“理财经理”,它们把碳转化为有机物。这些物质形成的“海洋雪花”,就是送往深海仓库的“碳包裹”。

  (硅藻参与固碳,图片来源于网络)

  风险提示:

  大部分沉降的颗粒有机碳在到达深海前就被微生物再矿化,即将有机碳再次转化为二氧化碳和无机碳。仅有约1-10%的初级生产力能到达1000米以深的海域,仅约0.1-1%最终埋藏在沉积物中。

  就像买理财可能“亏本”——大部分“碳包裹”在半路就被拆开“消费”了,碳又变回二氧化碳重新流通。真正成功存入深海长期账户的,只是极小一部分。

  业务三:长期定期——“微生物定存”

  微生物碳泵(MCP)通过微生物的代谢活动,将活性溶解有机碳重构为惰性溶解有机碳(RDOC)。RDOC具有复杂的分子结构和抗降解性,可在海洋中存留数千年,构成海洋巨大的储碳库。

  这就好像微生物就像专业的“加工专员”,把那些易流失、不稳定的“碳现金”(即小分子碳)和“碳包裹”(即生物残骸、粪便颗粒等),通过复杂的生化反应,加工成性质稳定、能长期储存的 “碳金条”(即惰性溶解有机碳)。

  风险提示:

  RDOC的浓度极低,分布广泛,其生产速率难以直接测量。同时,其存量虽然巨大,但具体有多少来自人类活动影响的MCP增强,又有多少是自然背景值,很难精确区分。

  也就是说,银行没法为这些“金条”开具权威的“鉴定证书”。银行无法精确回答:今天有多少现金被成功兑成了金条?金库里现有的金条,有多少是自然存的,有多少是人类活动帮忙存的?没有清晰的账目和产权证明,这些“金条”就无法在碳市场顺畅流通和交易。

  (海洋固碳方式示意图,图片来源于网络)

  银行面临的危机——海洋碳库面临的问题  

  1. 金库腐蚀——海洋酸化

  海洋吸收大量二氧化碳后,二氧化碳与水反应生成碳酸,导致海水氢离子浓度增加,pH值下降,即“海洋酸化”直接削弱珊瑚、贝类及浮游钙质生物形成碳酸钙外壳的能力,甚至溶解其现存结构。这不仅减少“碳酸钙泵”的固碳量,其溶解过程反而释放二氧化碳。同时,酸化改变海水化学环境,可能干扰微生物群落功能,影响其将有机物转化为可长期封存的惰性溶解有机碳的效率,从而从根源上威胁海洋碳汇的稳定性与容量。

  这好比酸液正悄悄渗入银行的金库。它不仅腐蚀着金库的砖墙与货架(溶解珊瑚、贝壳等钙质结构,削弱固碳基础),让库房本身变得脆弱;更扰乱了内部最精密的“碳金条加工流水线”,影响微生物将碳转化为永久封存形态的过程。

  (珊瑚白化,图片来源于网络)

  2. 运钞系统紊乱 —— 升温与环流变化

  全球变暖导致表层海水温度升高、极地冰盖融化输入淡水,这会改变海水的密度分布,从而可能减弱驱动全球深海环流的“温盐环流”,如大西洋经向翻转环流。同时,风场模式的变化也会影响表层环流。

  这相当于银行的核心物流网络大面积混乱或改道。一方面,碳从表层向深海的“押运”效率降低,新存款积压。另一方面,依赖稳定环流维持的整个海洋生态系统陷入混乱,运营成本激增,风险失控。

  3. 员工健康受损——污染胁迫下的生物多样性丧失

  塑料微粒、化学污染物、营养盐输入等导致海洋生物直接中毒、栖息地劣化。关键物种如滤食性贝类、珊瑚礁生物等种群衰退,破坏食物网结构,削弱生态系统的生产力和物质循环效率。这直接降低了海洋生物泵的整体效能,并可能干扰微生物碳泵的转化过程,从根本上侵蚀碳汇的生物学基础。

  这好比银行的“核心业务团队”正遭受系统性职业健康损害。塑料微粒如同弥漫的粉尘,化学毒素像混入饮水系统的污染物,过量营养盐则像催生有害病菌的潮湿环境——这些恶劣的办公条件导致最能干的“业务骨干”,如滤食性贝类等,和“协作枢纽”,如珊瑚礁等,因中毒、窒息或感染而机能衰退。团队因此残缺,部门间协作的食物网效率暴跌,最终拖累了整家银行的运营产能。 你的储户手册——如何守护你的蓝色资产 我们都是“海洋碳汇银行”的天然储户,每一次呼吸与消费,都在向这个账户存入“碳欠条”。而海洋,则在默默地将大部分欠条转化为长期资产。然而,这家银行的“金库”正在被酸液腐蚀,“运钞系统”面临紊乱,其“核心员工团队”也因环境污染而健康受损——你最重要的气候资产正暴露在风险之下。因此,你的每一次低碳出行、每一份可持续消费的选择、每一句对海洋保护的呼吁,都不再是遥远的公益,而是最直接的“资产维护”。守护这片蓝色,就是守护你自己未来气候账户中最宝贵的余额。

  了解了海洋碳汇的宏大机制与脆弱现状,一个现实问题随之浮现:我们能否为自然的这份贡献“定价”,并以此撬动全球性的保护行动?如果你对如何通过市场机制,将生态价值转化为切实的经济动力感兴趣,欢迎阅读本篇的姊妹文章 《寻找蓝色宝藏:科学家如何为海洋的“吸碳服务”核算账单?》 。该文将深入探讨:科学家如何尝试为海洋的“吸碳服务”核算账单,以及创新的碳市场机制如何像一座桥梁,连接起生态保护与可持续发展,让守护这片蓝色碳库,成为一笔可衡量、可交易、关乎每个人未来的明智投资。

  本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。

责编:微科普

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