Подкиселяването на океана се отнася до процеса на превръщането на океаните на нашата планета в по-кисели поради глобалното увеличение на емисиите на въглероден диоксид.
След индустриалната революция експертите изчисляват, че океаните на Земята са усвоили повече от една четвърт от атмосферния въглероден диоксид (CO2), отделен от изгарянето на изкопаеми горива. Веднъж попаднал в океана, разтвореният въглероден диоксид претърпява редица химични реакции, които увеличават концентрацията на водородни йони, като същевременно понижават рН на океана и карбонатните минерали - процес, наречен подкисляване на океана.
Проучванията показват, че подкиселяването на океана може да има драматични последици за морския живот и общностите, чийто поминък зависи от ресурсите на нашия океан.
Какво причинява подкисляването на океана?
Когато въглеродният диоксид от атмосферата се разтвори в морска вода, той образува въглеродна киселина и отделя водородни йони. Киселинността или алкалността се определя от броя на водородните йони (Н +), разтворени във вода и се измерва чрез pH скалата. Тези водородни йони се свързват с наличните карбонатни йони (CO3-), за да образуват бикарбонат (HCO3-), изчерпвайки наличния карбонат в океаните. Това е голяма работа, защото по-малко карбонат в океаните затруднява калциращите същества като корали, миди, морски таралежи или планктон да формират своите калциеви карбонатни (CaCO3) черупки или скелети.
"В момента ние отделяме около 10 милиарда тона въглерод годишно в атмосферата и приблизително два и половина милиарда тона отива в океана", заяви Скот Дони, професор по екологични науки в Университета на Вирджиния, на живо Science.
Откакто индустриализацията започна преди повече от 200 години, pH на повърхностните води на океана е намалял с 0,1 единици. Това може да не изглежда много, но pH е логаритмично, което означава, че всяка единица представлява десетократно повишаване на киселинността. Този 0,1 представлява приблизително 30% увеличение на киселинността. Изчислено е, че до края на века pH може да спадне с 0,4 единици, ако глобалните емисии продължат с подход „бизнес както обикновено“, според Междуправителствения панел по изменението на климата.
Всъщност изследователите са установили, че океаните ни стават по-киселинни по-бързо от всяко време през последните 300 милиона години - период, обхващащ четири масови изчезвания.
„Почти до 50-те години на миналия век хората бяха загрижени, че океанът ще поеме целия този въглерод“, каза Дони. "Знаехме, че това ще промени химията на морската вода, но до края на 90-те не знаехме колко чувствителни са организмите към подкисляването на океана."
Какво подкисляване на океана има за коралите и други морски живот
За съжаление много от организмите, най-чувствителни към подкисляване на океана, съставляват основата на екологичната хранителна мрежа в океанската среда. Заплашването на тези видове излага на риск още по-голям брой морски живот, а от своя страна общностите, които разчитат на някогашните богати ресурси на океана. Животни като корали, които вече са застрашени от повишаване на температурите на океана, са особено изложени на риск от вкисляване на океана. Проучванията показват, че увеличаването на подкисляването на океана се отразява негативно върху способността на много видове корали да отглеждат калциевите си скелети.
От друга страна, изследванията показват, че малки, калциращи фитопланктони, наречени коколитофори, временно се възползват от променящия се климат. Тези едноклетъчни растения, подобни на растения, живеят в изобилие в горните слоеве на земните океани, поглъщайки слънчевата светлина и въглеродния диоксид чрез фотосинтеза. Коколитофорите са известни с красивите и сложни микроскопични плочи от броня, които образуват от калциев карбонат, наречен коколити. Малките водорасли са основните калцификатори на нашия океан и са важен принос за въглеродния цикъл на Земята. Когато коколитофорите умират, техните калцитни люспи потъват на морското дъно, отлагайки въглерод.
"През последните няколко десетилетия увеличаването на въглеродния диоксид е различно в полза на коколитофорите, тъй като тяхната фотосинтетична система все още не е наситена и тази допълнителна енергия се превежда в по-високи темпове на растеж", заяви Сара Риверо-Кале, изследовател в Центъра за Морска наука в Университета на Северна Каролина, Уилмингтън. "Но след като нивата на въглероден диоксид достигнат определен праг, темповете им на растеж ще спрат да се увеличават, защото ще трябва да пренасочат повече енергия в калцификация, за разлика от растежа и разделянето. В този смисъл коколитофорите не се различават много от другите калцификатори - ниските pH, свързано с подкисляването на океана, в крайна сметка ще ги затрудни калцирането. "
Как окисляването на океана влияе на хората?
"Коралите са това, което наричаме основополагащ вид, защото създават местообитанието, в което живеят други организми. Ако коралите се изместят или променят, това засяга всички", каза Дони. И това включва хората.
"Коралите са особено важни за развиващия се свят. Много малки крайбрежни и островни държави разчитат на кораловите рифове за снабдяването си с храна и за доходите, които генерират чрез отдих и туризъм", каза той. "Наличието на корали също предпазва бреговите им линии от бури и вълни, така че ако тези рифове започнат да еродират, тази защита намалява."
Ефектите от подкисляването на океана не са равни. Някои региони и организми ще бъдат засегнати в по-голяма степен и по-рано от други. Много крайбрежни води вече изпитват негативните ефекти от подкиселяването на океана. Реките могат да донесат замърсени и по-кисели води в крайбрежната среда, добавяйки допълнителен стрес. Океанският подем, при който теченията носят по-студени води с по-високи концентрации на въглероден диоксид от дълбочините на океана до повърхността, също увеличават ефектите от подкисляване на океана в крайбрежните води.
Тихоокеанският северозапад и североизточната част на Атлантическия бряг на САЩ са особено изложени на риск, каза Дони. Тези региони имат многомилионни отрасли на миди, които от първа ръка виждат ефекта от локализираното подкисляване. Стоманите за стриди в Тихоокеанския северозапад претърпяха големи производствени провали след милиарди ларви на стриди, разтворени от окисляването на океана. Риболовът на дива сьомга в района също може да бъде застрашен, тъй като се знае, че черупките на малки морски охлюви, наречени птероподи (основен източник на храна за младежка сьомга), се разтварят в кисели условия.
Независимо дали сте микроскопичен фитопланктон на морето или любим на земята човек, много вероятно е подкисляването на океана да се отрази на живота ви в дългосрочен план. Лошата новина е, че океаните ни ще продължат да стават по-кисели, тъй като глобалните емисии на въглероден диоксид продължават.
„Най-добрият ни случай е, ако стабилизираме въглеродните си емисии. В момента сме в около 410 части на милион въглероден диоксид в нашата атмосфера“, каза Дони - ниво, което би позволило вкисляването на океана в крайна сметка да се стабилизира. "Най-лошият случай е, че не забавяме въглеродните емисии и подкисляването продължава да расте", каза той. "Ще има някакъв праг, който екосистемите ще достигнат там, където вече не могат да се поддържат."
