Acidificarea oceanelor
Efecte fiziologice și ecologice
În scenariile cele mai pesimiste descrise mai sus, cu pH-ul apei de mare scăzând între 7,8 și 7,9, concentrațiile de ioni carbonat ar scădea cu cel puțin 50%, deoarece acizii din apa de mare ar reacționa cu ei. În astfel de condiții, calcifierii marini ar avea mult mai puțin material pentru a-și menține cochiliile și scheletele. Experimentele de laborator în care pH-ul apei de mare a fost redus la aproximativ 7,8 (pentru a simula un pH oceanic proiectat pentru anul 2100) au arătat că organismele plasate în aceste medii nu se dezvoltă la fel de bine ca cele plasate în medii caracterizate de nivelurile de aciditate a apei de mare de la începutul secolului XXI (pH = 8,05). Ca urmare, dimensiunile lor mici le expun unui risc mai mare de a fi mâncate de prădători. În plus, cochiliile unor organisme – de exemplu, pteropodele, care servesc drept hrană pentru kril și balene – se dizolvă în mod substanțial după numai șase săptămâni în astfel de medii cu aciditate ridicată.
Fotografie realizată prin amabilitatea lui Russ Hopcroft, University of Alaska, Fairbanks/NOAA
Animalele de dimensiuni mai mari, cum ar fi calmarii și peștii, ar putea, de asemenea, să resimtă efectele creșterii acidității, deoarece concentrațiile de acid carbonic cresc în fluidele lor corporale. Această afecțiune, numită acidoză, poate cauza probleme cu respirația animalului, precum și cu creșterea și reproducerea.
În plus, mulți oameni de știință marină suspectează că declinul substanțial al bancurilor de stridii de-a lungul coastei de vest a Statelor Unite începând cu 2005 este cauzat de stresul crescut pe care acidificarea oceanelor îl exercită asupra larvelor de stridii. (Aceasta le poate face mai vulnerabile la boli.)
Schimbările fiziologice provocate de creșterea acidității au potențialul de a modifica relațiile prădător-prădător. Unele experimente au arătat că scheletele de carbonat ale larvelor de arici de mare sunt mai mici în condiții de aciditate crescută; o astfel de scădere a dimensiunii generale ar putea să le facă mai apetisante pentru prădătorii care le-ar evita în condiții normale. La rândul său, scăderea abundenței pteropodelor, foraminiferelor și cocolitelor ar forța animalele care le consumă să treacă la alte prăzi. Procesul de trecere la noi surse de hrană ar determina declinul mai multor populații de prădători, exercitând în același timp o presiune de prădare asupra organismelor neobișnuite cu o astfel de atenție.
Mulți oameni de știință se tem că multe specii marine, unele esențiale pentru buna funcționare a lanțurilor trofice marine, vor dispărea dacă ritmul de acidificare a oceanelor va continua, deoarece nu vor avea suficient timp să se adapteze la schimbările din chimia apei de mare. Recifele de corali din lume, care oferă habitat multor specii și sunt adesea considerate de ecologiști drept centre ale biodiversității în oceane, ar putea scădea și chiar dispărea dacă acidificarea oceanelor se va intensifica și concentrațiile de ioni carbonat vor continua să scadă.
Apele mai adânci ale oceanului sunt în mod natural mai acide decât straturile superioare, deoarece CO2 care se dizolvă la suprafață coboară împreună cu apa densă și rece, ca parte a circulației termohaline. Straturile inferioare acide ale oceanului sunt separate de straturile superioare de o graniță numită „orizont de saturație”. Deasupra acestei limite sunt prezenți în apă suficienți carbonați pentru a susține comunitățile de corali. În apele de latitudine medie și în apele mai apropiate de poli, multe dintre așa-numitele comunități de corali de apă rece se găsesc la adâncimi care variază între 40 și 1.000 de metri (aproximativ 130 și 3.300 de picioare) – spre deosebire de omologii lor de apă caldă, recifurile de corali tropicali, care se găsesc rareori sub 100 de metri (330 de picioare). Studiile au arătat că, începând din jurul anului 1800, creșterea acidității a ridicat orizontul de saturație între 50 și 200 de metri (aproximativ 160 și 660 de picioare) în apele de latitudini medii și polare. Această schimbare este suficientă pentru a amenința comunitățile de corali din apele reci, iar unii oameni de știință se tem că alte comunități vor fi puse în pericol dacă granița se apropie de suprafața oceanului. Un declin al calcifierilor marini din apele recifale ar duce la un declin al construcției recifelor, iar alte organisme marine care depind de corali pentru habitat și hrană ar scădea și ele. Oamenii de știință prevăd, de asemenea, că, dacă acidificarea oceanelor ar crește la nivel mondial, comunitățile de corali de apă caldă, care adesea furnizează hrană și venituri din turism oamenilor care trăiesc în apropierea lor, ar suferi o soartă similară.
© Jakub Gojda/Dreamstime.com
În plus, oamenii de știință prezic că reducerea populațiilor de fitoplancton marin din cauza creșterii nivelului pH-ului în oceane va produce un feedback pozitiv care va intensifica încălzirea globală. Fitoplanctonul marin produce sulfură de dimetil (DMS), un gaz care servește drept cea mai importantă sursă de sulf din atmosfera Pământului. Sulful din atmosfera superioară a Pământului reflectă o parte din radiațiile solare primite înapoi în spațiu, împiedicând astfel încălzirea suprafeței Pământului. Modelele prevăd că producția de DMS va scădea cu aproximativ 18 procente până în 2100 față de nivelurile preindustriale, ceea ce va duce la o forțare radiativă suplimentară corespunzătoare unei creșteri a temperaturii atmosferice de 0,25 °C (0,45 °F).
John P. Rafferty