AWI - Інститут Альфреда Вегнера

Море зберігання вуглецю

Світовий океан за останні 200 років поглинув понад чверть штучного атмосферного вуглекислого газу. Без цього природного резервуару концентрація парникових газів в атмосфері була б набагато вищою, а температура на землі була б значно теплішою. Але ця функція зберігання коштує дорого: з початку промислової революції Світовий океан став майже на 30 відсотків кислотнішим.

Кисле не завжди кисле

При середньому рН 8,2 морська вода, як правило, трохи основна. За останні 200 років це значення впало до 8,1. Оскільки значення рН логарифмічно стиснуті, це відповідає зменшенню майже на 30 відсотків. До 2100 року очікується зниження рН океанів ще на 0,3 - 0,4 одиниці, що зробить морську воду на 100 - 150 відсотків більш кислою. Це не означає, що океани насправді є кислими, оскільки навіть при значеннях близько 7,7 вони залишаються основними, але - у відносному вираженні - вони більш кислі, ніж раніше.

Більш кислий від природи

Значення рН морської води схильне до природних коливань. Значення рН може змінюватися залежно від сезону та регіону. Наприклад, у так званих «місцях шампанського» велика кількість вуглекислого газу витікає з природних вулканічних джерел. Тому ці морські регіони служать вікнами у майбутнє. Тому що вони показують, які морські істоти можуть пристосуватися до низького значення рН - а які ні.

Чим холодніше, тим кисліше

Двоокис вуглецю особливо добре розчиняється в холодній воді. Ось чому закислення океану особливо прогресує в полярних регіонах. Підкислення Північного Льодовитого океану може означати, що вже в середині цього століття доступно занадто мало арагоніту - важливого будівельного матеріалу для вапнякових оболонок.

У поганій компанії

Одне зло рідко приходить одне. Окрім закислення океану, підвищення температури води та падіння рівня кисню також змушує морське життя пристосовуватися до нових умов життя. Смертельне тріо. Тому що, якщо три фактори працюють разом, живі істоти в океані особливо чутливі. Крім того, морське середовище існування часто забруднене та переловлюється.

Кожен реагує по-своєму

Не всі морські істоти однаково чутливі до падіння значення рН морської води. Наприклад, хоча вапноутворюючі організми вже досягають своїх меж при низьких концентраціях вуглекислого газу, тим більш кисла вода майже не впливає на інших. Тварини і рослини іноді відрізняються в межах одного виду, саме тому вчені підозрюють, що деяким поколінням батьків вже вдалося спорядити своїх нащадків для вирішення проблем закислення океану - так званого епігенетичного ефекту.

Небезпека на ранніх етапах життя

Закислення океану особливо небезпечне для молодих стадій життя морських тварин, таких як яйця або личинки, наприклад, деякі личинки вже не ростуть і не розвиваються так само добре в кислій воді. На відміну від великих, вони ще не розробили всіх внутрішніх механізмів організму, щоб успішно захиститися від зовнішніх впливів.

Ніжна шкірка вапна

Якщо вода стає більш кислою, це особливо погана новина для всіх морських істот, які будують вапняні черепашки, такі як мідії та птероподи. Тому що відтепер їм доводиться витрачати більше енергії для нарощування та підтримки своїх вапнякових оболонок. Одне з можливих наслідків: їх черепашки стають тоншими або, можливо, розчиняються, і таким чином забезпечують менший захист від хижаків.

Занадто легкий для глибокого транспорту

Якщо стінки оболонки кальцифікуючих видів фітопланктону стануть тоншими та меншими у більш кислій воді, це може вплинути на весь морський резервуар вуглецю. Тому що більш тонкі оболонки також легші і худнуть. Однак цей додатковий баласт поки що змусив навіть снаряди найменших живих істот зануритися в глибину - а разом з ними і вуглець у їхніх корпусах. Таким чином вуглець міг зберігатися на дні океану тисячі років. Таким чином, закислення океану може призвести до того, що в глибину транспортується значно менше вуглецю.

Група ризику коралів

Навіть сьогодні найбільш біорізноманітні морські екосистеми, коралові рифи, потерпають у деяких регіонах від занадто теплих та занадто кислих умов життя. До кінця цього століття лише 30 відсотків усіх коралів могли мати достатню кількість будівельних матеріалів для своїх скелетів.
Це також має наслідки для нас, людей: 400 мільйонів людей зобов'язані своєю їжею та захистом від штормових раніше недоторканих коралових рифів.

Дефіцит енергії

Морські істоти знаходяться в дуже тісному контакті з водою, в якій вони живуть. Якщо значення рН морської води падає, значення рН у рідинах тіла більшості живих істот також падає і може статися дисбаланс кислоти. Більш розвинені організми, такі як риби, можуть регулювати свій кислотний баланс протягом годин або днів. Однак це коштує енергії - а цього може не вистачити в інших сферах, наприклад, у зростанні та розмноженні.

Коли закислення йде на нерви

Риби відносно нечутливі до закислення океану. Тим не менше, це може впливати на сенсорні риби і, отже, впливати на їх поведінку. У лабораторних дослідженнях риби-клоуни плавали до своїх хижаків, а не тікали. Також вчені підозрюють, що закислення впливає на зір риб. Ваші вушні камені, навпаки, добре ростуть у більш кислій воді - це може покращити слух та орієнтацію, або заплутати їх, оскільки вони можуть переоцінити відстань сигналів.

Підсилений фотосинтез

Не всі морські тварини чутливі до падіння рН. Морські трави, макроводорості та фітопланктон, які не утворюють вапняної оболонки, насправді приносять користь. З одного боку, вони в основному живуть у прибережних регіонах, які, природно, схильні до коливань рН. З іншого боку, додатковий вуглекислий газ використовується для фотосинтезу. Наприклад, морські трави можуть навіть позитивно впливати на хімію навколишніх вод завдяки первинному виробництву.

Вчитися з минулого

Океан неодноразово підкислювався - часто з серйозними наслідками, особливо для кальцифікуючих організмів. Під час останньої події закислення океану 56 мільйонів років тому багато видів коралів того часу назавжди зникли з морів. З минулого геологічного віку вчені можуть дізнатися багато нового про те, як морське життя реагувало на більш кислу воду. Однак зараз значення рН падає вдесятеро швидше, ніж у минулому.

Дорогі наслідки

Наслідки закислення океану лише для коралів та мідій коштуватимуть 1000 мільярдів доларів США. Вчені розрахували це за допомогою прогнозів.

Вихід лише один

Є лише один ефективний спосіб боротьби з закисленням океану: ми, люди, повинні зменшити викиди вуглекислого газу. Але навіть якби ми змогли зупинити всі викиди за одну ніч, океану знадобились би тисячі років, щоб повністю відновитись.

Компакт знань: інформаційні бюлетені AWI

Наслідки для клімату Європи

Зміна клімату в Арктиці

Зміна клімату та Південний океан

Зміна клімату та Північне море

Зміна клімату та океани

Судноплавство в Арктиці

Арктика та Антарктика - більше відмінностей, ніж подібностей?