Подкисляване на океана: сериозен проблем за планетата

Процесът на подкисляване на океана може да унищожи целия морски живот

подкисляване на океана

Редактирано и преоразмерено изображение на Янис Папанастасопулос е достъпно в Unsplash

Когато мислим за емисиите на въглероден диоксид (CO2), фактори като парниковия ефект и глобалното затопляне идват на ум. Но изменението на климата не е единственият проблем, причинен от излишък на CO2 в атмосферата. Процесът на подкисляване на океана е изключително опасен и може да сложи край на морския живот до края на века.

Подкисляването започва от първата индустриална революция в средата на 18 век, когато емисиите на замърсители се увеличават бързо и значително благодарение на инсталирането на промишлеността в цяла Европа. Тъй като скалата на рН е логаритмична, леко намаляване на тази стойност може да представлява, в проценти, големи вариации в киселинността. По този начин е възможно да се каже, че след първата индустриална революция киселинността на океаните се е увеличила с 30%.

Но как протича този процес? Проучванията показват, че през историята 30% от CO2, излъчен от човешкото действие, е попаднал в океана. Когато водата (H2O) и газът се срещнат, се образува въглена киселина (H2CO3), която се дисоциира в морето, образувайки карбонатни (CO32-) и водородни (H +) йони.

Нивото на киселинност се определя от количеството H + йони, присъстващи в разтвор - в този случай морска вода. Колкото по-големи са емисиите, толкова по-голям е броят на образуващите се йони H + и океаните стават по-кисели.

Щети, причинени от подкисляване на океаните

Всеки вид промяна, колкото и малка да е, може драстично да промени средата. Промените в температурата, климата, нивото на дъжда или дори броят на животните могат да доведат до пълен дисбаланс на околната среда. Същото може да се каже за промяната в рН (индекс, който показва нивото на алкалност, неутралност или киселинност на воден разтвор) в океаните.

Предварителните проучвания показват, че подкисляването на океаните пряко засяга калцифициращи организми, като някои видове черупчести, водорасли, корали, планктони и мекотели, затруднявайки способността им да образуват черупки, което води до тяхното изчезване. При нормални количества абсорбция на CO2 от океана, химическите реакции благоприятстват използването на въглерод при образуването на калциев карбонат (CaCO3), използван от няколко морски организми при калцификация. Интензивното увеличаване на концентрациите на CO2 в атмосферата обаче води до намаляване на рН на океанските води, което в крайна сметка променя посоката на тези реакции, причинявайки свързване на карбоната в морската среда с йони H +, което го прави по-малко достъпен за образуването на калциев карбонат, необходим за развитието на калциращи организми.

Намаляването на степента на калциране засяга например началния етап на живот на тези организми, както и тяхната физиология, размножаване, географско разпространение, морфология, растеж, развитие и продължителност на живота. В допълнение, това влияе на толерантността към промените в температурата на океанските води, което прави морските организми по-чувствителни и се намесва в разпространението на видове, които вече са по-чувствителни. Средите, които естествено имат високи концентрации на CO2, като хидротермалните вулканични райони, са демонстрация на бъдещи морски екосистеми: те имат ниско биологично разнообразие и голям брой инвазивни видове.

Друга последица от загубата на биологично разнообразие в морските екосистеми е ерозията на континенталните шелфове, които вече няма да съдържат корали, които да помагат за фиксирането на утайките. Смята се, че до 2100 г. около 70% от коралите със студена вода ще бъдат изложени на корозивни води.

От друга страна, други изследвания сочат в обратна посока, заявявайки, че някои микроорганизми се възползват от този процес. Това се дължи на факта, че подкисляването на океаните също има следствие, което за някои морски микроорганизми е положително. Намаляването на рН променя разтворимостта на някои метали, като желязо III, което е съществен микроелемент за планктона, като по този начин го прави по-достъпен, благоприятствайки увеличаването на първичното производство, което генерира по-голям трансфер на CO2 към океаните. Освен това фитопланктонът произвежда компонент, наречен диметилсулфид. Когато се изпуска в атмосферата, този елемент допринася за образуването на облаци, които отразяват слънчевите лъчи, контролирайки глобалното затопляне. Този ефект обачетой е положителен само докато абсорбцията на CO2 от океана се намали (поради насищането на този газ във водите), ситуация, при която фитопланктонът, поради по-ниското количество Ferro III, ще произвежда по-малко диметилсулфид.

Повече икономически загуби

Накратко можем да кажем, че увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата в крайна сметка увеличава киселинността и температурата на океанските води. До известна степен, както видяхме, това е положително, тъй като увеличава разтворимостта на желязо III, което се абсорбира от фитопланктона за производството на диметилсулфид, допринасяйки за минимизиране на глобалното затопляне. След като тази точка бъде преодоляна, насищането на CO2, абсорбирано от морската среда, добавено към повишаването на температурата на водата, променя посоката на химичните реакции, причинявайки по-малки количества от този газ да бъдат абсорбирани, увреждайки калцифициращите организми и увеличавайки концентрацията на газа в атмосферата. Това увеличение от своя страна би допринесло за засилване на ефектите от глобалното затопляне. По този начин се създава порочен кръг между подкисляването на океана и глобалното затопляне.

В допълнение към всички описани въздействия, с намаляването на океанското рН ще има и икономическо въздействие, тъй като общностите, които остават базирани на екотуризъм (гмуркане) или риболовни дейности, ще бъдат ощетени.

Подкисляването на океана може също да засегне световния пазар на въглеродни кредити. Океаните функционират като естествено находище на CO2, което се образува поради смъртта на варовикови организми. Тъй като подкисляването достига до образуването на черупки, това се отразява и на морския депозит на CO2, образуван от смъртта на тези варовикови организми. По този начин въглеродът престава да се съхранява за дълги периоди в океаните и започва да се концентрира в по-големи количества в атмосферата. Това означава, че страните трябва да понесат последствията финансово.

Морско дъно

Технология за смекчаване за подкисляване

Геоинженерингът разработи някои хипотези, за да сложи край на този проблем. Единият е да се използва желязо за "оплождане" на океаните. По този начин металните частици биха стимулирали растежа на планктона, който е способен да абсорбира CO2. Когато умира, планктонът би поел въглероден диоксид до дъното на морето, създавайки депозит на CO2.

Друга предложена алтернатива е добавянето на алкални вещества във водите на океаните за балансиране на рН, като натрошен варовик. Според професор Жан-Пиер Гатузо от Националната агенция за изследвания на Франция, този процес може да бъде ефективен само в заливи с ограничен обмен на вода с открито море, което би осигурило местно облекчение, но не е практично в глобален мащаб , тъй като консумира много енергия, както и скъпа алтернатива.

В действителност емисиите на въглерод трябва да бъдат в центъра на дискусията. Процесът на подкисляване на океана засяга не само морския живот. Селата, градовете и дори държавите са напълно зависими от риболова и морския туризъм. Проблемите излизат далеч отвъд моретата.

Настойчивите нагласи стават все по-необходими. От страна на властите, закони за нивата на емисиите и все по-строги инспекции. От наша страна, намаляването на нашия въглероден отпечатък с малки мерки, като използване на повече обществен транспорт, главно в превозни средства, задвижвани от възобновяеми енергийни източници, или избор на биологични храни, които идват от нисковъглеродното земеделие. Но всички тези избори са възможни само ако индустрията промени начините си на работа с природните ресурси и също така даде приоритет на производството на стоки, които използват устойчиви суровини.

Гледайте видеоклип за процеса на подкисляване (на английски):


Original text