Підкислення океану відноситься до того, що океани нашої планети стають більш кислими через глобальне збільшення викидів вуглекислого газу.
З часу промислової революції експерти підрахували, що океани Землі поглинули більше чверті атмосферного вуглекислого газу (СО2), що виділяється при спалюванні викопного палива. Потрапивши в океан, розчинений вуглекислий газ зазнає низку хімічних реакцій, що збільшують концентрацію іонів водню, знижуючи рН океану та карбонатні мінерали - процес, який називається підкисленням океану.
Дослідження показали, що підкислення океану може мати драматичні наслідки для морського життя та громад, життєдіяльність яких залежить від ресурсів нашого океану.
Що викликає підкислення океану?
Коли вуглекислий газ з атмосфери розчиняється в морській воді, він утворює вуглекислоту і виділяє іони водню. Кислотність або лужність визначається кількістю іонів водню (Н +), розчинених у воді, і вимірюється шкалою рН. Ці іони водню зв’язуються з наявними карбонатними іонами (CO3-), утворюючи бікарбонат (HCO3-), виснажуючи наявний карбонат у Світовому океані. Це велика справа, оскільки менше карбонату в Світовому океані утруднює кальцифікацію істот, таких як корали, молюски, морські їжаки або планктон, щоб вони утворювали свої оболонки або скелети карбонату кальцію (CaCO3).
"Зараз ми викидаємо в атмосферу близько 10 мільярдів тонн вуглецю на рік і приблизно два з половиною мільярди тонн йде в океан", - сказав Скот Доні, професор екологічних наук з університету Вірджинії, в прямому ефірі Наука.
Оскільки індустріалізація розпочалася понад 200 років тому, pH поверхневих вод Світового океану знизився на 0,1 одиниці. Це може здатися не дуже схожим, але рН логарифмічний, тобто кожна одиниця являє собою десятикратне підвищення кислотності. Цей 0,1 становить приблизно 30% підвищення кислотності. За підрахунками, до кінця століття pH може знизитися на 0,4 одиниці, якщо глобальні викиди продовжуватимуться за принципом "ділового звичного", згідно з даними Міжурядової групи з питань зміни клімату.
Насправді дослідники виявили, що наш океан стає кислим швидше, ніж будь-коли за останні 300 мільйонів років - період, що охоплює чотири масові вимирання.
"Весь шлях до 1950-х років люди турбувались, що океан буде отримувати весь цей вуглець", - сказав Доні. "Ми знали, що це змінить хімію морської води, але до кінця 90-х ми не знали, наскільки чутливі організми підкислюють океан".
Що підкислення океану робить для коралів та інших морських ресурсів
На жаль, багато організмів, найбільш чутливих до підкислення океану, складають основу екологічної продовольчої павутини в океанічному середовищі. Загроза цим видам наражає на небезпеку ще більшу кількість морського життя, а, в свою чергу, громади, які покладаються на колись багаті ресурси океану. Тварини, як корали, яким вже загрожує підвищення температури океану, особливо загрожує закисленням океану. Дослідження показали, що посилення закислення океану негативно впливає на здатність багатьох видів коралів вирощувати скелети кальцію.
З іншого боку, дослідження показали, що крихітний кальцифікуючий фітопланктон під назвою кокколітофори тимчасово користується перевагою мінливого клімату. Ці одноклітинні рослиноподібні жировики живуть у достатку у верхніх шарах земного океану, просочуючи сонячне світло та вуглекислий газ за допомогою фотосинтезу. Коколітофори відомі красивими і хитромудрими мікроскопічними пластинками броні, які вони формують з карбонату кальцію, званого коколітами. Крихітні водорості є первинними кальцифікаторами нашого океану і є важливими учасниками вуглецевого циклу Землі. Коли коколітофори гинуть, їх кальцитові лушпиння опускається до морського дна, відкладаючи вуглець.
"В останні кілька десятиліть збільшення двоокису вуглецю по-різному сприяло коколітофорам, оскільки їх фотосинтетична система ще не була насиченою, а додаткова енергія була переведена на більш високі темпи зростання", - сказала Сара Ріверо-Калле, науковий співробітник Центру Морська наука в Університеті Північної Кароліни, Вілмінгтон. "Але як тільки рівень вуглекислого газу досягне певного порогу, темпи їх зростання припинять зростати, тому що їм доведеться перенаправляти більше енергії для кальцифікації на відміну від росту та поділу. У цьому сенсі коколітофори не сильно відрізняються від інших кальцифікаторів - низькі Значення рН, пов'язане з підкисленням океану, в кінцевому рахунку ускладнить їх кальцифікацію ".
Як підкислення океану впливає на людину?
"Корали - це те, що ми називаємо основоположним видом, оскільки вони створюють середовище існування, в якому живуть інші організми. Якщо корали змінюються або змінюються, це впливає на всіх", - сказав Доні. І це включає людей.
"Корали особливо важливі для країн, що розвиваються. Багато малих прибережних та острівних країн покладаються на коралові рифи для їх продовольчого забезпечення та доходу, який вони отримують завдяки відпочинку та туризму", - сказав він. "Наявність коралів також захищає їх берегову лінію від штормів і хвиль, тому якщо ці рифи почнуть стиратися, цей захист знижується".
Ефекти підкислення океану не рівні. Деякі регіони та організми будуть уражені більшою мірою та швидше, ніж інші. Багато прибережних вод вже відчувають негативні наслідки підкислення океану. Річки можуть приносити забруднені та більш кислі води до прибережних середовищ, додаючи додаткових стресів. Океанський наліт, де течії приносять холодніші води з більш високою концентрацією вуглекислого газу з глибини океану на поверхню, також збільшує наслідки підкислення океану в прибережних водах.
Тихоокеанський північно-західний і північно-східний Атлантичний узбережжя США особливо під загрозою, сказав Доней. У цих регіонах є багатомільйонні галузі молюсків, які з перших рук бачать наслідки локалізованого підкислення. Господарства устриць на Тихоокеанському Північно-Заході зазнали великих зривів виробництва після мільярдів личинок устриць, розчинених в результаті підкислення океану. Риболовля на дикому лососі може також опинитися під загрозою, оскільки раковини крихітних морських равликів під назвою птероподи (основне джерело їжі для юнацького лосося) розчиняються в кислих умовах.
Незалежно від того, чи є ви мікроскопічний морський фітопланктон чи людина, що любить землю, дуже ймовірно, що підкислення океану вплине на ваше життя в довгостроковій перспективі. Погана новина полягає в тому, що наші океани будуть продовжувати ставати більш кислими, оскільки глобальні викиди вуглекислого газу триватимуть.
"Наш найкращий випадок - якщо ми стабілізуємо свої викиди вуглецю. Зараз ми знаходимося в атмосфері приблизно 410 частин на мільйон вуглекислого газу", - сказав Доні - рівень, який дозволив би підкислюванню океану врешті стабілізуватися. "Найгірший випадок - це те, що ми не сповільнюємо викиди вуглецю, а підкислення продовжує зростати", - сказав він. "Буде якийсь поріг, який екосистеми досягти там, де вони вже не можуть підтримувати".
