史前海洋中的生態災難

海洋是地球上最大的生態系統。比起陸地，海洋環境相對穩定，是孕育生命的搖籃。然而，在一些特殊時期，海洋環境也曾發生過劇變，其程度甚至遠超生命所能承受的極限，從而引發了一系列災難。

窒息的海洋

在早期的地球上，液態水彙集成了海洋。但是，大氣中沒有氧氣，海洋中也沒有溶解氧，最初存在的生命體大多是厭氧的單細胞生物。直到約24億年前，隨著藍藻等光合作用生物的崛起，海洋中有了足夠的溶解氧。這一方面使厭氧生物受到重創，另一方面也為好氧生物的出現開闢了道路。最終，包括人類在內的好氧生物成了這個星球表層的主流生物。氧成了今天的海洋生物維持生命必不可少的元素。

然而，海洋中的溶解氧含量並非一成不變。在某些時期，它曾降到非常低的水平，從而造成生物大量死亡。在距今3.76億～3.6億年前，也就是泥盆紀晚期，發生過一次重大滅絕事件，被視為地球歷史上的五大滅絕事件之一。在這次大滅絕中，約75%的物種滅絕，其中，脊椎動物損失重大，約96%的物種滅絕。

由於這次滅絕持續了一兩千萬年，科學家估計，它可能是由一系列滅絕事件組成的。其中有個情況引起了科學家的注意：地層記錄顯示，在這一時期，海洋中的溶氧量急劇下降，這很可能是大滅絕事件的「元兇」之一。

在泥盆紀，陸地並非像今天一樣彼此分離，雖然沒有形成聯合大陸，但也相距不遠。當時，陸地上已經形成了森林，問題很可能就出在快速擴張的森林上。我們知道，植物的根系對岩石有很強的破壞力，會加速岩石風化，促使其釋放大量氮、磷等元素，並隨著河流、降水彙集到海洋中。

由於大陸非常集中，陸地之間的海洋面積小，氮、磷等元素的匯入量遠遠超過了先前的狀態，導致海水富營養化，生態平衡被打破。

大量氮和磷使得藻類迅速生長，導致類似赤潮的現象大規模出現。死亡的藻類促使腐生的細菌繁殖，加劇溶氧的消耗，窒息死亡的動物又釋放出更多營養物質，滋生更多細菌和藻類。海洋開始發黑、變臭，表層海水逐漸不適合動物生存，大滅絕發生了。

今天，雖然森林已經融入生態系統，並成為陸地生態系統非常重要的部分，但海洋仍面臨「窒息」的危險。事實上，它正在發生——由於人類活動產生的大量廢水中，既有氮、磷等無機元素，也富含有機質，它們最終都匯入了海洋。我們的海洋正逐漸富營養化，赤潮等海洋災害事件時有發生。

流失的鈣質

除了缺氧，大規模降溫很可能是造成泥盆紀晚期大滅絕的另一個原因。除此以外，海水的pH值（酸鹼度）也對生態系統至關重要。當pH值等於7時，液體為中性，小於7時為酸性，大於7時則為鹼性。海水酸化是海洋生態面臨的另一大威脅。

在5次大滅絕事件中，至少有兩次（二疊紀末期和三疊紀末期的滅絕事件）主要由海水酸化引起，就連發生在白堊紀末期的大滅絕事件（對，就是恐龍滅絕那次），海水酸化也脫不了干係。你也許會問：為什麼這些大滅絕事件總是恰好發生在一個時代的末期？這是巧合嗎？不，正是因為這樣，這些時代才終結了。

酸性物質（如二氧化硫、二氧化碳）融入海洋，能直接摧毀海洋中多種生物的聚集地—珊瑚礁。以二氧化碳為例，它在海洋中以分子態（1%）、碳酸根（8%）和碳酸氫根（91%）3種形式存在，彼此可以相互轉化。二氧化碳濃度上升，會促使碳酸根向碳酸氫根轉化，使構成珊瑚的碳酸鈣溶解。

堅硬的碳酸鈣是岩石的基本成分。珊瑚蟲從環境中吸收鈣離子，沉積碳酸鈣，形成我們所熟知的珊瑚。一旦二氧化碳的含量上升，這個過程就會減緩，甚至發生逆轉—珊瑚會被慢慢溶解，珊瑚礁將不復存在。

碳酸鈣也是眾多海洋生物骨骼和外殼的主要成分。酸化的海水會侵蝕貝類堅硬的外殼，使幼魚耳骨的發育受到影響，聽力下降，更易被捕食。

珊瑚礁曾多次被徹底摧毀。在前面提到的二疊紀末期，珊瑚是指四射珊瑚，與今天的珊瑚親緣關係很遠。就在那次大滅絕事件中，整個四射珊瑚類群被完全摧毀，後來的珊瑚是重新演化出現的。

圖/四射珊瑚蟲

現在，我們同樣面臨這個問題。人類活動產生了大量二氧化碳，其中至少三分之一被海洋吸收，使海水的pH值不斷下降。但是，如果海洋不吸收這些二氧化碳，大氣中的二氧化碳濃度會更高，溫室效應會更強。

在海水酸化和溫室效應的共同作用下，如今的珊瑚礁已經岌岌可危：約75%的珊瑚礁遭受威脅，澳大利亞著名的大堡礁更是以每年約3.4%的速度衰減，當前覆蓋率僅剩14%……

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