На прв поглед

Дали сте слушнале за закиселување на океаните? Дали тоа значи дека ако одите да пливате во море, може да се растопите? Не. Ќе бидете во ред затоа што не сте калцифицирачки организам, како што се мекотели, корали или морски еж.

Значи, зошто закиселувањето на океаните е сериозно? Бидејќи тоа потенцијално може да доведе до масовен колапс на морските синџири на исхрана. Ајде да погледнеме што значи терминот

pH скалата, која ја мери киселоста и алкалноста на хемиските раствори на база на вода, се движи од 0 (високо кисела) до 14 (високо алкална), при што pH 7 е неутралната половина. Важно е дека скалата е логаритамска, што значи дека скокот од една точка кон нула значи десеткратно зголемување на киселоста.

Закиселувањето едноставно значи намалување на pH вредноста од која било точка на pH скалата кон нула. Слично е на начинот на кој зборуваме за температурите. Ако pH вредноста на растворот се помести од 9 на 8, тоа е закиселување, иако pH вредноста сè уште е на алкалната страна од неутралната. Исто така, ако температурата се искачи од -40°C на -15°C, таа значително се загреала, иако сè уште е многу студено.

Сега, типичната морска вода е малку алкална на околу pH 8,1. Дождовницата, која секогаш содржи растворен јаглерод диоксид (старото име беше „гас на јаглеродна киселина“), има покисела pH вредност од околу 5,6. Веројатно сте посетиле или гледале снимки од спектакуларни пештери, нели? Сите издлабени од јаглеродна киселина, растворувајќи цврст варовник во текот на многу илјадници години.

Јаглеродната киселина не е присутна само растворена во капките дожд. Таа, исто така, се формира со растворање на јаглерод диоксид на интерфејсот воздух-вода на нашите океани. Колку повеќе јаглерод диоксид во воздухот, толку повеќе оди во океаните, зголемувајќи ја нивната pH вредност од 8,1 надолу. Сега, огромниот проблем што го создава ова, многу пред да се приближиме до неутралната вредност, е како што следува.

Многу морски организми ги градат и одржуваат своите заштитни обвивки или скелети од „биоген“ калциум карбонат. Зборот биоген значи создаден од живи суштества. Овие суштества ги извлекуваат јоните на калциум и карбонат растворени во морската вода и ги комбинираат заедно. Во нормални услови, таквиот калциум карбонат е стабилен во плитки води. Тоа е затоа што растворените карбонатни јони се присутни во толку високи концентрации што се вели дека водите се заситени со нив.

Но, ако pH на морската вода се намали, дури и за мала количина, концентрацијата на растворените карбонатни јони опаѓа. Кога тоа ќе се случи, биогениот калциум карбонат станува порастворлив и може да почне да се раствора. Намалувањето на растворените карбонатни јони на тој начин им отежнува на таквите организми да ги задржат своите заштитни или скелетни структури. Во најлошото сценарио, стапката на растворање на калциум карбонат е побрза од нејзиното формирање. Кога тоа ќе се случи, може да дојде до масовна смртност на калцифицирачките организми.

Овде зборуваме за животни кои ги поткрепуваат целите морски синџири на исхрана. Работи од речиси микроскопски калцифицирачки планктони до школки, јастози и ракови, морските плодови што ги јадеме со други зборови. Затоа закиселувањето на океаните е смртоносно сериозно.

Дополнителни детали

Не целиот CO₂ емитиран од индустриски активности на човекот останува во атмосферата. Помеѓу 25% и 50% од овие емисии во текот на индустрискиот период се апсорбирани од светските океани, спречувајќи го акумулирањето на CO₂ во атмосферата да биде многу, многу полошо. Но, оваа атмосферска придобивка има своја цена.

Како што водата во океаните апсорбира CO₂ тие стануваат покисели. Ова не значи дека океаните ќе станат како киселините со кои се среќаваме во хемиска лабораторија. Сепак, морскиот свет може да биде многу чувствителен на мали промени во нивото на pH и секој пад на pH е зголемување на киселоста, дури и во алкална средина. Уште полошо, скалата на pH е логаритамска, што значи дека за секое едноцифрено опаѓање на pH, киселоста (дефинирана како активност на водородни јони) се зголемува десет пати.

pH на површинската морска вода е релативно стабилна во последното геолошко време, флуктуирајќи помеѓу студените глацијални периоди (pH 8,3) и потоплите меѓуглацијални (pH 8,2). Но, од Индустриската револуција, просечната pH вредност на морската вода опаднала до неодамнешна бројка од помалку од 8,06, што е приближно 30% зголемување на киселоста (сл. 1). Ова е побрза промена од која било во изминатите 50 милиони години (Rhein et al, 2013, достапна овде од IPCC).

Сл. 1: Пад на pH на океанот измерен на станицата Алоха (во Тихиот Океан кај Хаваи) и годишна просечна pH на површинската морска вода пријавена на глобално ниво Извор: Eвропска агенција за животна средина (Морска служба Коперник).

Поради неговата нераскинлива врска со емисиите на CO₂, оваа стапка на закиселување се проектира дека ќе се забрза уште повеќе во текот на 21-от век според сценарио како обично, со потенцијално катастрофални влијанија врз морските екосистеми (Bindoff et al. 2019 (PDF from IPCC)). Овие трендови стануваат појасни на глобално ниво.

Според Шестиот извештај за проценка на IPCC (AR6), постои „многу веројатна стапка на намалување на pH во површинскиот слој на океанот од 0,016 до 0,020 по деценија во суптропските предели и 0,002 до 0,026 по деценија во субполарните и поларните зони од 1980-тите. Закиселувањето на океаните се проширило подлабоко во океанот, надминувајќи 2000 m длабочина во северниот дел на Северен Атлантик и во Јужниот Океан (слика 2).

Сл. 2: Ширење на закиселувањето на океаните од површината во длабочините уште од прединдустриското време. (а) Карта што ги прикажува трите трансекти користени за создавање на пресеците прикажани во (б), прикажувајќи ги вертикалните делови на промените на pH помеѓу 1800-2002 година поради антропогени емисии на CO2; колку се потемни боите, толку е поголема промената. Контурните линии се нивните современи вредности во 2002 година. Графичкиот приказ е добиен од IPCC AR6. (Lauvset et al. 2020).

Ваквите промени во хемијата на океаните, доколку се дозволи да се случат, ќе бидат неповратни многу илјадници години. Биолошките последици би можеле да траат многу подолго.

Како го знаеме тоа? Преку геолошкиот запис. Кога се случиле масовни изумирања, повеќето од нив се поврзани со незамисливо тешки епизоди на вулканизам, во размери што никогаш не било посведочено од луѓето. Но, јаглеродниот отпечаток од таквите катаклизми всушност е сличен на нашиот. И што гледаме како последица на ваквите настани? Фосилните записи се намалуваат во однос на неговата биолошка разновидност и постојат она што ние го нарекуваме „период на отсуство на гребени (reef-gaps)“, периоди од неколку милиони години во кои коралните гребени - големи многу разновидни колонии на корали и огромен број други видови - биле суштински отсутни.

Причината зошто се појавуваат период на отсуство на гребени (reef-gaps) во такви моменти е затоа што како што површинските води стануваат покисели, на коралите, школките и другите калцифицирачки организми им станува потешко да формираат и одржуваат тврди скелети или школки од калциум карбонат неопходни за нивниот опстанок. Кога работите почнуваат да стануваат навистина лоши, тој калциум карбонат се раствора толку брзо колку што може да се таложи - тоа значи крај за таквите животни.

Сл. 3: само некои од формите на живот се изложени на смртоносен ризик од закиселувањето на блиските површински океански води.

Коралните гребени обезбедуваат дом за повеќе од 25% од сите видовите во океаните, па можете да видите зошто ова е толку важно. Некои калцифицирачки организми, како што се ситните птероподи (слика 3), се во основата на многу океански синџири на исхрана: извадете ги од системот и тие синџири на исхрана се рушат. Многу заедници ширум светот, кои сочинуваат милиони луѓе, се на врвот на таквите синџири на исхрана, потпирајќи се на морската храна како дел од здравата исхрана. Сега треба да можете да го видите проблемот. Како крадец во ноќта, киселоста на океанот нè полека нечујно ни се приближува, додека ние спиеме во блажена несвесност.