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多年来，海洋一直深受人为产生的二氧化碳的困扰。过多的二氧化碳不仅会导致海水酸化，还威胁着海洋生物和生态系统的健康。虽然科学家们已对此进行了很好的记录，但沿海水域的酸化过程比较复杂，人们对其依然缺乏了解。
举例来说，切萨皮克湾是美国东海岸最大的河口，其主干多年来一直处于低氧和酸化状态。与海水不同的是，导致切萨皮克湾河口酸化的罪魁祸首有两个，一是化石燃料产生的二氧化碳；二是周围土地养分输入，刺激藻类剧烈分解释放的二氧化碳。
有一种生物或许能够帮助切萨皮克湾对抗海洋酸化，即水下水生植物（SAV）。虽然从20世纪60年代到80年代，整个海湾范围内的SAV均呈下降趋势，但从1984年到2015年，减少营养物和沉积物的措施已使SAV的覆盖量增加了300%。
近日，为了解切萨皮克湾如何在夏季利用缓冲来减少水中的二氧化碳以及延缓酸化过程，美国特拉华大学、中国厦门大学等进行了一项研究。
他们发现，在海湾上游和近岸海域，SAV床内植物的强光合作用可以移除海湾中的营养物污染，使水的pH值升高，并提高碳酸盐岩矿物的饱和状态，有利于碳酸钙矿物的形成。当这些碳酸钙颗粒和其他生物产生的碳酸盐外壳被运到下游时，就会进入酸性的地下水域，并在那里溶解。
溶解后的碳酸盐矿物有助于“缓冲”海水的pH值降低趋势。“就像人们服用药物中和胃酸一样，SAV床把碳酸盐矿物送到了下湾来中和那里的酸。”马里兰大学环境科学中心的Jeremy Testa说。
“上游水域和近岸地区的浅水区可能有大量的水下水生植物。”特拉华大学地球学院海洋科学与政策学院教授Cai说。在这些地区，在夏季的阳光与营养物质的作用下，SAV床开始高速率的光合作用，使水的pH值增加，酸性降低。
因为pH值是如此之高，研究人员甚至能够将植物表面的碳酸盐颗粒刮下来进行分析。论文的共同作者倪超英（音译）和姚宜琛（音译）进行了矿物分析。倪超英是特拉华大学材料科学与工程系教授，也是凯克高级显微分析中心（W.M. Keck Center for Advanced icroicroanalysis）主任，姚宜琛是材料工程专业的硕士研究生。
研究人员在萨斯奎哈纳平原上游的浅水区也发现了碳酸盐，这使他们得出了这样的理论：碳酸盐是在一个地方形成——特别是在萨斯奎哈纳平原的SAV河床——然后被运到了下湾。
研究人员表示，虽然他们的初步结果令人鼓舞，但接下来需要确定这些碳酸盐颗粒是否真的被水流和潮汐带到了下湾，如果是的话，其输送速度是多少，又会在什么条件下发生。他们想回到海湾，找出碳酸盐形成和溶解之间缺失的联系。
“这是一件非常有趣的事情，”Cai说，“人们经常谈论海洋酸化，却很少谈论什么能抵抗它，什么能对抗海洋酸化，而这就是我们想要发现的。”
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编译：Max
审稿：西莫
责编：雷鑫宇
期刊来源：《自然·地球科学》
期刊编号：1752-0908
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