Page 67 - 海洋科學6-8_教師手冊_0529-1

科學內容背景

因此進入大氣。人類從石灰岩製造水泥，每年釋放出 3 億噸的碳。除此之外，人類為了創造城市，將
原本是植物、林木的土地破壞殆盡；因為土地利用方式改變，減少了碳從大氣進入地殼的量。總合起來，
每年因為人為關係額外釋放到大氣的碳量，約有 94 億噸；這樣的狀況下，自然過程中從大氣進入地
殼的碳量與之相較，就無法達到平衡。大氣中的碳因此增加，這對地球造成劇烈的衝擊，引起氣候變
遷、海洋酸化等問題。

進入海洋與海洋內部的碳流動
從大氣到海洋的碳流動 碳透過吸收作用，進入到海洋的碳儲存庫；也就是藉由擴散（物質從高濃度往
低濃度方向移動），被海水吸收。海水的二氧化碳濃度，與大氣的二氧化碳濃度有差異，這樣讓二氧
化碳進入到海水的速度，比逸散到大氣的速度來得快，如此才能達成平衡。二氧化碳一旦進入海水，
會變成碳酸、碳酸氫鈉和碳酸鹽離子。這表示二氧化碳進入到海水後，無法提升海水中二氧化碳的濃
度，讓空氣中的二氧化碳繼續往海水方向擴散，海水得以吸收更多的二氧化碳。這樣的過程，會受到
水溫的影響；較冷的海水，吸收較多的二氧化碳；較熱的海水，吸收較少的二氧化碳。另一個影響的
因素，是海水表面的風；風會讓水面產生擾動，加速吸收的速率。在 2.5 小節，學生可以觀察被動過
程（寧靜無波的海面），以及擾動過程（水瓶中的暴風）等狀況下，擴散速度的差異。

從生物到海洋的碳流動 海洋生物的呼吸作用，讓海水中的二氧化碳增高，就跟陸地生物讓大氣的二氧
化碳增高一樣。同樣的，海洋生物的廢物和分解過程，都會讓海水的碳增多。

從海水表面到深海的碳流動 幾乎所有的海洋生
物，都發現於淺海域（100 公尺或 330 呎以上）。
因為在這樣淺的海域，才有足夠的陽光讓細小
的生物（例如植物性浮游生物）行光合作用。就
在海水表層，碳透過食物鏈開始流動。海洋生物
釋放出黏液、糞便，或死亡分解，因為地心引力
的關係，這些含碳的物質最終沉到海洋深層。海
洋科學家稱這些物質是「底質」（detritus）或
是「海中之雪」（marine snow）。底質在下
沉的過程，可能會被其他動物吃掉、溶解於海水
中，或者被細菌分解掉，剩下 10% 沉到海底（每
年 1000 億噸）。冰冷、深水域的分解者，繼續
以緩慢的速度分解底質並且釋放出二氧化碳，留 沉入海底的鯨魚屍體，提供的碳總量，等同淺海底質落下兩
下無法分解的空殼、骨骼以及其他物質，最後無 千年之久的量。
法分解的物質就變成海底沉積物。

從深海到海水表面的碳流動。 「湧升流」（upwelling）是一種機制，冷冽的深層海水得以送上海面。
深層海水不但溫度低，還含有因為地心引力沉到海底的底質營養物質。在陽光可以穿透的表層海水，

66 海洋科學序列教材
—G6-G8 進階海洋素養