Zakwaszenie oceanów: poważny problem dla planety

Proces zakwaszania oceanów może zniszczyć całe życie morskie

zakwaszenie oceanu

Edytowany i zmieniony rozmiar obrazu Yannisa Papanastasopoulosa jest dostępny na Unsplash

Kiedy myślimy o emisji dwutlenku węgla (CO2), przychodzą nam na myśl takie czynniki, jak efekt cieplarniany i globalne ocieplenie. Ale zmiana klimatu to nie jedyny problem spowodowany nadmiarem CO2 w atmosferze. Proces zakwaszania oceanów jest niezwykle niebezpieczny i może zakończyć życie morskie pod koniec wieku.

Zakwaszenie rozpoczęło się od pierwszej rewolucji przemysłowej w połowie XVIII wieku, kiedy to dzięki zainstalowaniu przemysłu w całej Europie emisja zanieczyszczeń wzrosła szybko i znacząco. Ponieważ skala pH jest logarytmiczna, niewielki spadek tej wartości może oznaczać, w procentach, duże zmiany kwasowości. Można więc powiedzieć, że od pierwszej rewolucji przemysłowej zakwaszenie oceanów wzrosło o 30%.

Ale jak przebiega ten proces? Badania pokazują, że w całej historii 30% CO2 emitowanego w wyniku działalności człowieka trafiało do oceanu. Kiedy woda (H2O) i gaz spotykają się, powstaje kwas węglowy (H2CO3), który dysocjuje w morzu, tworząc węglan (CO32-) i jony wodoru (H +).

Poziom kwasowości określa ilość jonów H + obecnych w roztworze - w tym przypadku w wodzie morskiej. Im większa emisja, tym większa liczba tworzących się jonów H + i tym bardziej kwaśne stają się oceany.

Szkody spowodowane zakwaszeniem oceanów

Każdy rodzaj zmiany, nawet niewielki, może radykalnie zmienić środowisko. Zmiany temperatury, klimatu, poziomu opadów, a nawet liczby zwierząt mogą spowodować całkowitą nierównowagę środowiskową. To samo można powiedzieć o zmianie pH (wskaźnik wskazujący na poziom zasadowości, neutralności lub kwasowości roztworu wodnego) oceanów.

Wstępne badania wskazują, że zakwaszenie oceanów wpływa bezpośrednio na organizmy wapienne, takie jak niektóre rodzaje skorupiaków, glonów, koralowców, planktonów i mięczaków, utrudniając ich zdolność do tworzenia muszli, co prowadzi do ich zaniku. Przy normalnej absorpcji CO2 przez ocean reakcje chemiczne sprzyjają wykorzystaniu węgla do tworzenia węglanu wapnia (CaCO3), używanego przez kilka organizmów morskich do wapnienia. Intensywny wzrost stężenia CO2 w atmosferze powoduje jednak obniżenie pH wód oceanicznych, co w efekcie zmienia kierunek tych reakcji, powodując wiązanie węglanów w środowisku morskim z jonami H +, przez co jest on mniej dostępny dla tworzenie węglanu wapnia, niezbędnego dla rozwoju organizmów wapniących.

Spadek tempa zwapnienia wpływa na przykład na początkowy etap życia tych organizmów, a także na ich fizjologię, rozmnażanie, rozmieszczenie geograficzne, morfologię, wzrost, rozwój i długość życia. Ponadto wpływa na tolerancję na zmiany temperatury wód oceanicznych, czyniąc organizmy morskie bardziej wrażliwymi, ingerując w rozmieszczenie gatunków już wrażliwych. Środowiska, które naturalnie charakteryzują się wysokim stężeniem CO2, takie jak hydrotermalne regiony wulkaniczne, są przykładem przyszłych ekosystemów morskich: charakteryzują się niską bioróżnorodnością i dużą liczbą gatunków inwazyjnych.

Inną konsekwencją utraty różnorodności biologicznej w ekosystemach morskich jest erozja szelfów kontynentalnych, które nie będą już zawierać koralowców pomagających w utrwalaniu osadów. Szacuje się, że do 2100 roku około 70% koralowców zimnowodnych będzie narażonych na działanie korozyjnych wód.

Z drugiej strony inne badania wskazują w przeciwnym kierunku, stwierdzając, że niektóre mikroorganizmy czerpią korzyści z tego procesu. Wynika to z faktu, że zakwaszenie oceanów ma również konsekwencje, które w przypadku niektórych mikroorganizmów morskich są pozytywne. Spadek pH zmienia rozpuszczalność niektórych metali, takich jak żelazo III, które jest podstawowym mikroelementem dla planktonu, czyniąc go bardziej dostępnym, sprzyjając wzrostowi produkcji pierwotnej, co generuje większy transfer CO2 do oceany. Ponadto fitoplankton wytwarza składnik zwany siarczkiem dimetylu. Po uwolnieniu do atmosfery pierwiastek ten przyczynia się do powstawania chmur, które odbijają promienie słoneczne, kontrolując globalne ocieplenie. Ten efekt jednakjest on pozytywny tylko do czasu zmniejszenia absorpcji CO2 przez ocean (z powodu nasycenia tego gazu w wodach), czyli sytuacji, w której fitoplankton ze względu na mniejszą podaż Ferro III będzie wytwarzał mniej siarczku dimetylu.

Więcej strat ekonomicznych

Krótko mówiąc, można powiedzieć, że wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do wzrostu kwasowości i temperatury wód oceanicznych. Jak widzieliśmy, do pewnego stopnia jest to pozytywne, ponieważ zwiększa rozpuszczalność żelaza III, które jest absorbowane przez fitoplankton do produkcji siarczku dimetylu, przyczyniając się do zminimalizowania globalnego ocieplenia. Po pokonaniu tego punktu nasycenie CO2 pochłoniętego przez środowisko morskie, dodane do wzrostu temperatury wody, zmienia kierunek reakcji chemicznych, powodując pochłanianie mniejszych ilości tego gazu, uszkadzając organizmy wapienne i zwiększając stężenie gazu w atmosferze. Ten wzrost z kolei przyczyniłby się do nasilenia skutków globalnego ocieplenia. W ten sposób powstaje błędne koło między zakwaszeniem oceanów a globalnym ociepleniem.

Oprócz wszystkich już opisanych skutków, wraz ze spadkiem pH oceanu, wystąpią również skutki ekonomiczne, ponieważ ucierpią na tym społeczności, które nadal opierają się na ekoturystyce (nurkowaniu) lub rybołówstwie.

Zakwaszenie oceanów może również wpłynąć na światowy rynek uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Oceany funkcjonują jako naturalne złoże CO2, który powstaje w wyniku śmierci organizmów wapiennych. Ponieważ zakwaszenie prowadzi do tworzenia się muszli, wpływa to również na morski osad CO2 utworzony przez śmierć tych wapiennych organizmów. W ten sposób węgiel przestaje być długo przechowywany w oceanach i zaczyna gromadzić się w większych ilościach w atmosferze. Oznacza to, że kraje muszą ponosić konsekwencje finansowe.

Dno morskie

Technologia łagodzenia skutków zakwaszenia

Geoinżynieria rozwinęła pewne hipotezy, aby zakończyć ten problem. Jednym z nich jest użycie żelaza do „zapłodnienia” oceanów. W ten sposób cząsteczki metalu stymulowałyby wzrost planktonu, który jest zdolny do pochłaniania CO2. Umierając plankton zabierałby dwutlenek węgla na dno morza, tworząc złoże CO2.

Inną proponowaną alternatywą było dodanie substancji alkalicznych w wodach oceanów w celu zrównoważenia pH, takich jak kruszony wapień. Jednak zdaniem profesora Jean-Pierre'a Gattuso z Narodowej Agencji Badawczej Francji proces ten mógłby być skuteczny tylko w zatokach o ograniczonej wymianie wody z otwartym morzem, co zapewniłoby lokalną ulgę, ale nie jest praktyczne w skali globalnej. , ponieważ zużywa dużo energii, a także jest kosztowną alternatywą.

W rzeczywistości emisja dwutlenku węgla powinna być przedmiotem dyskusji. Proces zakwaszania oceanów wpływa nie tylko na życie morskie. Wsie, miasta, a nawet kraje są całkowicie uzależnione od rybołówstwa i turystyki morskiej. Problemy sięgają daleko poza morza.

Coraz bardziej potrzebne są zdecydowane postawy. Ze strony władz przepisy dotyczące poziomów emisji i coraz bardziej rygorystyczne kontrole. Z naszej strony zmniejszenie naszego śladu węglowego niewielkimi środkami, takimi jak korzystanie z większej ilości transportu publicznego, zwłaszcza w pojazdach napędzanych odnawialnymi źródłami energii lub wybór ekologicznej żywności pochodzącej z rolnictwa niskoemisyjnego. Ale wszystkie te wybory są możliwe tylko wtedy, gdy przemysł zmieni swoje sposoby obchodzenia się z zasobami naturalnymi, a także nada priorytet produkcji dóbr wykorzystujących zrównoważone surowce.

Obejrzyj film o procesie zakwaszania (w języku angielskim):


Original text