Zakwaszenie oceanów odnosi się do procesu zakwaszania oceanów naszej planety, spowodowanego globalnym wzrostem emisji dwutlenku węgla.
Od czasu rewolucji przemysłowej eksperci szacują, że oceany Ziemi wchłonęły ponad jedną czwartą atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2) uwolnionego w wyniku spalania paliw kopalnych. Po dostaniu się do oceanu rozpuszczony dwutlenek węgla ulega serii reakcji chemicznych, które zwiększają stężenie jonów wodorowych, jednocześnie obniżając pH oceanu i minerałów węglanowych – proces ten nazywany jest zakwaszaniem oceanu.
Badania wykazały, że zakwaszenie oceanu może mieć dramatyczne konsekwencje dla życia morskiego i społeczności, których byt zależy od zasobów naszego oceanu.
Co powoduje zakwaszenie oceanu?
Gdy dwutlenek węgla z atmosfery rozpuszcza się w wodzie morskiej, tworzy kwas węglowy i uwalnia jony wodorowe. Kwasowość lub zasadowość jest określana przez liczbę jonów wodorowych (H+) rozpuszczonych w wodzie i jest mierzona za pomocą skali pH. Te jony wodorowe łączą się z dostępnymi jonami węglanowymi (CO3-) tworząc wodorowęglan (HCO3-), uszczuplając dostępną ilość węglanów w oceanach. To poważna sprawa, ponieważ mniej węglanów w oceanach utrudnia wapniejącym stworzeniom, takim jak koralowce, małże, jeżowce czy plankton, tworzenie ich wapiennych węglanowych (CaCO3) skorup lub szkieletów.
„W tej chwili uwalniamy około 10 miliardów ton węgla rocznie do atmosfery i mniej więcej dwa i pół miliarda ton z tego trafia do oceanu” – powiedział dla Live Science Scott Doney, profesor nauk środowiskowych na Uniwersytecie Wirginii.
Odkąd industrializacja rozpoczęła się ponad 200 lat temu, pH wód powierzchniowych oceanów zmniejszyło się o 0,1 jednostki. To może nie wydawać się dużo, ale pH jest logarytmiczne, co oznacza, że każda jednostka reprezentuje dziesięciokrotny wzrost kwasowości. Te 0,1 jednostki to około 30% wzrost kwasowości. Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, do końca wieku pH może spaść o 0,4 jednostki, jeśli globalne emisje będą kontynuowane zgodnie z podejściem „business as usual”.
W rzeczywistości naukowcy odkryli, że nasze oceany stają się bardziej kwaśne szybciej niż kiedykolwiek w ciągu ostatnich 300 milionów lat – okresu obejmującego cztery masowe wymierania.
„Już w latach 50-tych XX wieku ludzie obawiali się, że ocean będzie pochłaniał cały ten węgiel” – powiedział Doney. „Wiedzieliśmy, że to zmieni chemię wody morskiej, ale nie wiedzieliśmy aż do późnych lat 90-tych, jak wrażliwe są organizmy na zakwaszenie oceanu.”
Co zakwaszenie oceanu robi z koralowcami i innym życiem morskim
Niestety, wiele organizmów najbardziej wrażliwych na zakwaszenie oceanu stanowi podstawę ekologicznej sieci pokarmowej w środowiskach oceanicznych. Zagrażając tym gatunkom, narażamy na niebezpieczeństwo jeszcze większą liczbę organizmów morskich, a w konsekwencji społeczności, które polegają na niegdyś obfitych zasobach oceanu. Zwierzęta takie jak koralowce, które już są zagrożone przez wzrost temperatury oceanu, są szczególnie zagrożone przez zakwaszenie oceanu. Badania wykazały, że rosnące zakwaszenie oceanu negatywnie wpływa na zdolność wielu gatunków koralowców do wzrostu ich szkieletów wapniowych.
Z drugiej strony, badania wykazały, że maleńkie, wapniejące fitoplanktony zwane kokkolitoforami tymczasowo wykorzystują zmieniający się klimat. Te jednokomórkowe, roślinopodobne stworzenia żyją w obfitości w górnych warstwach oceanów Ziemi, pobierając światło słoneczne i dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy. Kokkolitofory znane są z pięknych i skomplikowanych mikroskopijnych płytek pancerza, które tworzą z węglanu wapnia, zwanych kokkolitami. Te maleńkie algi są głównymi wapiennikami naszych oceanów i wnoszą istotny wkład w obieg węgla na Ziemi. Kiedy coccolithophores umierają, ich kalcytowe łuski opadają na dno morskie, osadzając węgiel.
„W ciągu ostatnich kilku dekad wzrost dwutlenku węgla był różnie korzystny dla coccolithophores, ponieważ ich system fotosyntezy nie był jeszcze nasycony, a ta dodatkowa energia przekładała się na wyższe tempo wzrostu” – powiedziała Sara Rivero-Calle, badaczka z Center for Marine Science na University of North Carolina w Wilmington. „Ale gdy poziom dwutlenku węgla osiągnie pewien próg, ich wskaźniki wzrostu przestaną rosnąć, ponieważ będą musiały skierować więcej energii na zwapnienie, w przeciwieństwie do wzrostu i podziału. W tym sensie kokkolitofory nie różnią się zbytnio od innych kalcyfikatorów – niskie pH związane z zakwaszeniem oceanu ostatecznie utrudni im kalcyfikację.”
Jak zakwaszenie oceanu wpływa na ludzi?
„Koralowce są tym, co nazywamy gatunkiem założycielskim, ponieważ generują siedlisko, w którym żyją inne organizmy. Jeśli koralowce przesuwają się lub zmieniają, wpływa to na wszystkich” – powiedział Doney. A to obejmuje również ludzi.
„Korale są szczególnie ważne dla rozwijającego się świata. Wiele małych krajów nadbrzeżnych i wyspiarskich polega na rafach koralowych, aby zapewnić sobie żywność i dochody, które generują dzięki rekreacji i turystyce” – powiedział. „Obecność koralowców chroni również ich wybrzeża przed sztormami i falami, więc jeśli te rafy zaczną ulegać erozji, ta ochrona maleje.”
Skutki zakwaszenia oceanu nie są jednakowe. Niektóre regiony i organizmy zostaną dotknięte w większym stopniu i szybciej niż inne. Wiele wód przybrzeżnych już doświadcza negatywnych skutków zakwaszenia oceanu. Rzeki mogą przynosić zanieczyszczone i bardziej kwaśne wody do środowisk przybrzeżnych, dodając dodatkowy stres. Wylewanie się oceanu, gdzie prądy morskie przynoszą zimniejsze wody o wyższym stężeniu dwutlenku węgla z głębin oceanu na powierzchnię, również powiększa skutki zakwaszenia oceanu w wodach przybrzeżnych.
Powiązane: Poza skorupiakami, zakwaszenie oceanu jest złe dla ludzi (Op-Ed)
Północno-zachodnie wybrzeże Pacyfiku i północno-wschodnie wybrzeże Atlantyku w Stanach Zjednoczonych są szczególnie zagrożone, powiedział Doney. Regiony te mają wielomilionowe branże hodowli skorupiaków, które z pierwszej ręki widzą skutki lokalnego zakwaszenia. Farmy ostryg w Pacific Northwest doświadczył poważnych niepowodzeń produkcyjnych po miliardy larw ostryg rozpuścił się z zakwaszenia oceanu. Łowiska dzikiego łososia w tym rejonie mogą być również zagrożone, ponieważ muszle maleńkich ślimaków morskich zwanych pteropodami (główne źródło pożywienia dla młodych łososi) rozpuszczają się w kwaśnych warunkach.
Czy jesteś mikroskopijnym fitoplanktonem morskim, czy człowiekiem kochającym ląd, jest bardzo prawdopodobne, że zakwaszenie oceanu wpłynie na twoje życie w dłuższej perspektywie. Zła wiadomość jest taka, że nasze oceany będą nadal stawały się bardziej kwaśne, ponieważ globalna emisja dwutlenku węgla trwa nadal.
„Najlepszym rozwiązaniem jest ustabilizowanie emisji dwutlenku węgla. W tej chwili mamy około 410 części na milion dwutlenku węgla w atmosferze,” powiedział Doney – poziom, który pozwoliłby na ustabilizowanie się zakwaszenia oceanów. „W najgorszym przypadku nie spowolnimy emisji dwutlenku węgla, a zakwaszenie będzie nadal rosło,” powiedział. „Będzie jakiś próg, który ekosystemy osiągną, gdzie nie będą już w stanie nadążyć.”
.