自從工業革命以來，人類排放了大量二氧化碳到大氣中。海洋是移除大氣二氧化碳的好幫手，至今吸收了近1/4的人為排放量，有助減緩全球暖化。但二氧化碳同時也是酸性氣體，溶在海水的量越來越多，海水就會變得越來越酸，降低珊瑚、貝類…等這些海洋生物的造礁與造殼能力，衝擊著海洋生態的未來。在無法停止二氧化碳排放量增加的情況下，海水將會變得越來越酸。目前海水酸化的速度，是過去幾十萬年來最快的，而且還會酸得更快。海洋生物，是否能適應得了？藉由這場講座，讓我們一起看看海水酸化的過去、現在，與未來。
聽講心得（撰文｜孫維新館長）
上週五（05/26）晚間的第五場春季展望演講，由國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心雷漢杰博士擔綱，雷博士以「海水酸化－二氧化碳引起的另一個環境衝擊」為題，將長期投身酸化研究的寶貴經驗，轉化成平實愜意的用語，進而揭示當前海洋面臨的嚴峻挑戰！
演講開始時，雷博士提到因為從事海水酸化的研究，為他帶來不少的好消息（獎項），因此他很感謝海水酸化！雷博士半開玩笑的一番話，正透露了酸化課題對全球的重大影響，也彰顯相關成果的重要性。另外，他也笑著說，我們常說「情深如海」，這是因為我們覺得海水很深，將感情比作海洋，但其實對地球而言，佔地表面積71%的海洋，深度僅3.8公里，要是比起地球半徑6,400公里來說，就像是球體上的薄薄水氣，也因此更容易被快速成長的人口影響！
關於二氧化碳對環境的衝擊，雷博士首先講到了廣為人知的「全球暖化」。地球因為有大氣層的作用，保持一定的溫度（平均攝氏15度），但也隨著像二氧化碳的溫室氣體增加，讓溫度有攀升的趨勢。對海水而言，亨利定律（Henry's Law）解釋了二氧化碳濃度的機制：
水裡的CO2濃度 = 溶解度 x 大氣CO2分壓，
因此我們看到只要大氣中的二氧化碳增加，水中的濃度同樣也會上升！他說人類進行日常活動如騎車發電等，經常會製造二氧化碳出來，因而讓更多的二氧化碳跑到水中。他提到就像喝汽水一樣，二氧化碳是種酸性氣體，溶在海水當中會讓它PH值下降，對生態產生多種的威脅！雷博士指出縱使海洋表水PH平均值為8.1，但若數值因酸化往中性7.0偏，就會發生物種不適應的情形，讓珊瑚藻不能共生，螺貝類的外殼變質、破損。
雷博士接著又分享一則怵目驚心的報導，研究表示2016年澳洲的大堡礁已面臨到空前浩劫，2017年調查指出超過2/3已有珊瑚白化（Coral Bleaching）現象。健康的珊瑚有珊瑚藻共生，但珊瑚藻卻會因海水溫度過高等因素，悄悄離開珊瑚，讓珊瑚剩下灰白的珊瑚蟲，這是死亡的前兆。他說如果未來海水溫度持續偏高，再加上海水酸化的不利因素，無疑將會是雪上加霜，可能讓珊瑚大量死亡。雷博士用一張圖繼續講，事實上，我們排放到大氣的二氧化碳，當中約有1/4會被海水吸收，海水與吸收的二氧化碳結合為碳酸，又解離出氫離子（讓PH變低），這會降低海水的碳酸鈣飽和值，讓珊瑚、甲殼類、浮游動植物、貝類等的殼體鈣化受阻礙。
藉南極冰層封存住空氣的記錄，雷博士說明了科學家鑽出冰心分析的成果。從過去幾十萬年，大氣中的二氧化碳濃度的消長中，我們就能看出海洋PH的變化。40萬年前到最近百年前間，分析顯示海洋PH落在8.1 ~ 8.3之間，而在近百年間降了0.1多，接近PH 8.0左右。最為值得注意的是，若按照這樣的累計，他說科學家也預測出到2100年，可能一舉掉至PH 7.8的新低。而根據海洋生物學家的研究模擬，越酸的海水養出的蛤蠣會減小很多，外殼間的卡榫也會變得較不緊密。
雷博士繼續講解全球擁有二十多年實測數據的研究計畫，在修正後對海水酸化程度的預測相當接近，這當中包含海洋中心參與其中的SEATS（東南亞時間序列研究），其中就有他們參與的小琉球長期觀測的南海沉降顆粒收集平台研究，會在2,000及3,500公尺收集沉降顆粒並做相關分析。雷博士也提到青島的藻化，就像一片綠草皮，實在相當嚴重。另外，雷博士也很生動的用分層手搖杯飲料講解海洋「層化」的概念，藻類浮在上面，就像是抹茶珍珠奶茶的上層一樣，當有機物死亡沉到下層如同珍珠粒，經耗氧分解後產生二氧化碳，形成酸化，可見酸化的來源不只從大氣中，有機物分解也會！
在演講的最後，雷博士提到有人預期耐熱耐酸的物種可能會成為優勢種，並舉出水母爆長的情形在世界各地時有所聞，包含以色列的發電場、瑞典奧斯卡港核電場，還有蘇格蘭通尼斯核電場，都曾遭水母或水藻塞住，就連墾丁也有樽海鞘爆發的景象，形成酸化帶來的另類衝擊。他也再度強調，應嚴肅看待海洋酸化，因為他不但不是假議題，還相當重要。科學家就模擬過在海水溫度過度上升（>攝氏3度），海洋二氧化碳濃度上升加劇（>500 ppm）可能看到的世界，放眼望去生態枯竭，有如海底輓歌！聽到雷博士一整晚的精彩演說，大家都有了相當多的啟發！
