Okyselování oceánů

Fyziologické a ekologické účinky

Podle výše uvedených nejhorších scénářů, kdy pH mořské vody klesne na 7,8 až 7,9, se koncentrace uhličitanových iontů sníží nejméně o 50 %, protože kyseliny v mořské vodě s nimi reagují. Za takových podmínek by mořské vápnité organismy měly podstatně méně materiálu pro udržení svých schránek a koster. Laboratorní pokusy, při nichž bylo pH mořské vody sníženo přibližně na 7,8 (aby se simulovalo jedno z předpokládaných oceánských pH pro rok 2100), ukázaly, že takové organismy umístěné do těchto prostředí nerostou stejně dobře jako organismy umístěné do prostředí, které se vyznačuje kyselostí mořské vody na počátku 21. století (pH = 8,05). V důsledku toho jsou kvůli své malé velikosti vystaveni většímu riziku, že je sežerou predátoři. Kromě toho se schránky některých organismů – například pteropodů, které slouží jako potrava pro krily a velryby – v takto kyselém prostředí již po šesti týdnech značně rozpouštějí.

Výsledky zvyšující se kyselosti mohou pociťovat i větší živočichové, jako jsou chobotnice a ryby, protože v jejich tělních tekutinách se zvyšuje koncentrace kyseliny uhličité. Tento stav, nazývaný acidóza, může způsobit problémy s dýcháním živočichů i s růstem a reprodukcí.

Mnozí mořští vědci navíc předpokládají, že výrazný úbytek ústřic na západním pobřeží Spojených států od roku 2005 je způsoben zvýšeným stresem, který okyselování oceánů působí na larvy ústřic. (Může je činit zranitelnějšími vůči nemocem.)

Fyziologické změny vyvolané zvyšující se kyselostí mohou potenciálně změnit vztahy mezi predátory a kořistí. Některé experimenty ukázaly, že karbonátové kostry larev mořských ježků jsou v podmínkách zvýšené kyselosti menší; takový pokles celkové velikosti by je mohl učinit chutnějšími pro predátory, kteří by se jim za normálních podmínek vyhýbali. Snížení početnosti pteropodů, foraminifer a kokolitů by zase donutilo živočichy, kteří je konzumují, přejít na jinou kořist. Proces přechodu na nové zdroje potravy by způsobil pokles populací několika predátorů a zároveň by vytvořil predační tlak na organismy, které nejsou na takovou pozornost zvyklé.

Mnoho vědců se obává, že pokud bude tempo okyselování oceánů pokračovat, mnoho mořských druhů, z nichž některé jsou pro správné fungování mořských potravních řetězců klíčové, vyhynou, protože nebudou mít dostatek času se změnám chemismu mořské vody přizpůsobit. Světové korálové útesy, které poskytují životní prostředí mnoha druhům a které ekologové často považují za centra biologické rozmanitosti v oceánech, by se mohly zmenšit nebo dokonce zaniknout, pokud se okyselování oceánů zintenzivní a koncentrace uhličitanových iontů bude nadále klesat.

Hlubší vody oceánu jsou přirozeně kyselejší než horní vrstvy, protože CO2, který se rozpouští u hladiny, klesá spolu s hustou studenou vodou jako součást termohalinní cirkulace. Kyselé spodní vrstvy oceánu jsou od horních odděleny hranicí zvanou „horizont nasycení“. Nad touto hranicí je ve vodě dostatek uhličitanů, které umožňují život korálových společenstev. Ve vodách středních šířek a ve vodách blíže pólům se mnoho tzv. studenovodních korálových společenstev nachází v hloubkách od 40 do 1 000 metrů – na rozdíl od jejich teplovodních protějšků, tropických korálových útesů, které se jen zřídka vyskytují v hloubkách pod 100 metrů. Studie ukázaly, že zhruba od roku 1800 zvýšená kyselost zvýšila horizont nasycení přibližně o 50 až 200 metrů ve vodách středních šířek a polárních vodách. Tato změna stačí k ohrožení studenovodních korálových společenstev a někteří vědci se obávají, že pokud se tato hranice přiblíží k hladině oceánu, budou ohrožena další společenstva. Úbytek studenovodních mořských kalcifikátorů by měl za následek pokles výstavby útesů a pokles počtu dalších mořských organismů, které jsou na korálech závislé jako na svém životním prostředí a potravě. Vědci také předpovídají, že pokud by se okyselování oceánu celosvětově zvýšilo, podobný osud by postihl i teplovodní korálová společenstva, která často poskytují potravu a příjmy z cestovního ruchu lidem, kteří žijí v jejich blízkosti.

Vědci navíc předpovídají, že snížení populace mořského fytoplanktonu v důsledku zvyšování hladiny pH v oceánech vyvolá pozitivní zpětnou vazbu, která zesílí globální oteplování. Mořský fytoplankton produkuje dimethylsulfid (DMS), plyn, který slouží jako nejvýznamnější zdroj síry v zemské atmosféře. Síra v horních vrstvách zemské atmosféry odráží část dopadajícího slunečního záření zpět do vesmíru a brání tak oteplování zemského povrchu. Modely předpovídají, že produkce DMS se do roku 2100 sníží přibližně o 18 % oproti předindustriální úrovni, což bude mít za následek dodatečné radiační působení odpovídající zvýšení teploty atmosféry o 0,25 °C.

John P. Rafferty