Подкисление океана: серьезная проблема для планеты
Процесс закисления океана может уничтожить всю морскую жизнь
Отредактированное и измененное изображение Янниса Папанастасопулоса, доступно на Unsplash.
Когда мы думаем о выбросах углекислого газа (CO2), на ум приходят такие факторы, как парниковый эффект и глобальное потепление. Но изменение климата - не единственная проблема, вызванная избытком CO2 в атмосфере. Процесс закисления океана чрезвычайно опасен и может уничтожить морскую жизнь к концу века.
Подкисление началось с первой промышленной революции, в середине 18 века, когда выбросы загрязняющих веществ быстро и значительно увеличились благодаря созданию промышленных предприятий по всей Европе. Поскольку шкала pH является логарифмической, небольшое уменьшение этого значения может означать, в процентах, большие колебания кислотности. Таким образом, можно сказать, что со времени первой промышленной революции кислотность океанов увеличилась на 30%.
Но как происходит этот процесс? Исследования показывают, что на протяжении всей истории 30% CO2, выбрасываемого в результате деятельности человека, попадало в океан. Когда вода (H2O) и газ встречаются, образуется угольная кислота (H2CO3), которая диссоциирует в море, образуя ионы карбоната (CO32-) и водорода (H +).
Уровень кислотности определяется количеством ионов H +, присутствующих в растворе - в данном случае в морской воде. Чем больше выбросы, тем больше образуется ионов H + и тем более кислыми становятся океаны.Ущерб от закисления океана
Любое изменение, даже небольшое, может коренным образом изменить окружающую среду. Изменения температуры, климата, количества осадков или даже количества животных могут вызвать полный экологический дисбаланс. То же самое можно сказать об изменении pH (показатель, который указывает уровень щелочности, нейтральности или кислотности водного раствора) океанов.
Предварительные исследования показывают, что закисление океана напрямую влияет на кальцифицирующие организмы, такие как некоторые виды моллюсков, водоросли, кораллы, планктон и моллюски, препятствуя их способности образовывать раковины, что приводит к их исчезновению. При нормальных количествах поглощения CO2 океаном химические реакции способствуют использованию углерода в образовании карбоната кальция (CaCO3), который используется некоторыми морскими организмами для кальцификации. Однако интенсивное увеличение концентрации CO2 в атмосфере вызывает снижение pH в океанических водах, что в конечном итоге приводит к изменению направления этих реакций, в результате чего карбонат в морской среде связывается с ионами H +, становясь менее доступным для формации. карбоната кальция, необходимого для развития кальцифицирующих организмов.
Уменьшение скорости кальцификации влияет, например, на начальную стадию жизни этих организмов, а также на их физиологию, размножение, географическое распространение, морфологию, рост, развитие и продолжительность жизни. Кроме того, он влияет на устойчивость к изменениям температуры океанических вод, делая морские организмы более чувствительными, препятствуя распространению уже более чувствительных видов. Окружающая среда с естественной высокой концентрацией СО2, такая как вулканические гидротермальные районы, демонстрирует будущие морские экосистемы: они имеют низкое биоразнообразие и большое количество инвазивных видов.
Еще одно последствие утраты биоразнообразия в морских экосистемах - это эрозия континентальных шельфов, которые больше не будут содержать кораллы, чтобы помочь закрепить отложения. По оценкам, к 2100 году около 70% холодноводных кораллов будут подвергаться воздействию агрессивных вод.
С другой стороны, другие исследования указывают в противоположном направлении, утверждая, что некоторые микроорганизмы выигрывают от этого процесса. Это связано с тем, что закисление океана также имеет положительные последствия для некоторых морских микроорганизмов. Снижение pH изменяет растворимость некоторых металлов, таких как железо III, которое является важным питательным микроэлементом для планктона, делая его более доступным, способствуя увеличению первичной продукции, что приводит к большему переносу CO2 в океаны. Кроме того, фитопланктон вырабатывает компонент под названием диметилсульфид. При попадании в атмосферу этот элемент способствует образованию облаков, которые отражают солнечные лучи, контролируя глобальное потепление. Этот эффект, однако, будет только положительным до тех пор, пока поглощение CO2 океаном не уменьшится (из-за насыщения этого газа в водах), в ситуации, когда фитопланктон из-за более низкого предложения железа III будет производить меньше диметилсульфид.
Больше экономических потерь
Короче говоря, мы можем сказать, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к увеличению кислотности и температуры воды океана. В некоторой степени, как мы видели, это положительно, поскольку оно увеличивает растворимость железа III, которое поглощается фитопланктоном с образованием диметилсульфида, помогая минимизировать глобальное потепление. После этого насыщение CO2, абсорбированного морской средой, в сочетании с повышением температуры воды, изменяет направление химических реакций, вызывая поглощение меньшего количества этого газа, причиняя вред кальцифицирующим организмам и увеличивая концентрацию газа в воде. Атмосфера. В свою очередь, это увеличение будет способствовать усилению последствий глобального потепления. Это создает порочный круг между закислением океана и глобальным потеплением.
В дополнение ко всем уже описанным воздействиям снижение pH океана также окажет экономическое воздействие, поскольку пострадают сообщества, основанные на экологическом туризме (дайвинг) или рыболовстве.
Закисление океана также может повлиять на глобальный рынок углеродных кредитов. Океаны функционируют как естественный депозит СО2, который образуется в результате гибели известняковых организмов. Поскольку подкисление влияет на формирование раковин, оно также влияет на морские отложения CO2, образующиеся в результате гибели этих известковых организмов. Таким образом, углерод больше не хранится в течение длительного времени в океанах и в больших количествах концентрируется в атмосфере. Это заставляет страны нести финансовые последствия.
Технология смягчения последствий подкисления
Геоинженерия разработала несколько гипотез, чтобы решить эту проблему. Один из них - использовать железо для «удобрения» океанов. Таким образом, металлические частицы будут стимулировать рост планктона, который способен поглощать CO2. После смерти планктон унесет углекислый газ на дно моря, создав отложения СО2.
Другой предложенной альтернативой было добавление в воду океана щелочных веществ, например, измельченного известняка, для балансировки pH. Однако, по словам профессора Жан-Пьера Гаттузо из Французского национального исследовательского агентства, этот процесс может быть эффективным только в заливах с ограниченным водообменом с открытым морем, что обеспечит локальную помощь, но не является практичным в глобальном масштабе, поскольку потребляет воду. много энергии, помимо того, что это дорогая альтернатива.
На самом деле выбросы углерода должны быть в центре внимания обсуждения. Процесс закисления океана влияет не только на морскую жизнь. Деревни, города и даже страны полностью зависят от рыболовства и морского туризма. Проблемы выходят далеко за пределы морей.
Все чаще требуется проницательное отношение. Со стороны властей - законы об уровнях выбросов и все более строгие проверки. Со своей стороны, уменьшить наш углеродный след с помощью небольших мер, таких как использование большего количества общественного транспорта, особенно в транспортных средствах, работающих на возобновляемых источниках энергии, или выбор органических продуктов питания, которые поступают из низкоуглеродного сельского хозяйства. Но все эти варианты возможны только в том случае, если отрасль изменит способы обращения с природными ресурсами, а также отдает приоритет производству товаров с использованием экологически безопасного сырья.
