Закислення океану: серйозна проблема для планети
Процес підкислення океану може знищити все морське життя
Відредагований і змінений розмір зображення Янніс Папанастасопулос доступний на Unsplash
Коли ми думаємо про викиди вуглекислого газу (CO2), на думку спадають такі фактори, як парниковий ефект і глобальне потепління. Але зміна клімату – не єдина проблема, спричинена надлишком CO2 в атмосфері. Процес підкислення океану надзвичайно небезпечний і може знищити морське життя до кінця століття.
Підкислення почалося з першої промислової революції, в середині 18 століття, коли викиди забруднюючих речовин зросли швидко і значно завдяки створенню промислових підприємств по всій Європі. Оскільки шкала рН логарифмічна, невелике зниження цього значення може представляти у відсотках великі зміни кислотності. Таким чином, можна сказати, що після першої промислової революції кислотність Світового океану зросла на 30%.
Але як відбувається цей процес? Дослідження показують, що протягом історії 30% CO2, що виділяється в результаті дії людини, потрапляло в океан. При зустрічі води (H2O) і газу утворюється вугільна кислота (H2CO3), яка дисоціює в морі, утворюючи іони карбонату (CO32-) та водню (H+).
Рівень кислотності визначається кількістю іонів Н+, присутніх в розчині – в даному випадку морській воді. Чим більше викиди, тим більше утворюється іонів Н+ і тим кислішими стають океани.Шкода від закислення океану
Будь-які зміни, навіть незначні, можуть кардинально змінити навколишнє середовище. Зміни температури, клімату, кількості опадів або навіть кількості тварин можуть спричинити повний дисбаланс навколишнього середовища. Те ж саме можна сказати і про зміну рН (індекс, що вказує на рівень лужності, нейтральності або кислотності водного розчину) Світового океану.
Попередні дослідження показують, що підкислення океану безпосередньо впливає на кальцифікуючі організми, такі як деякі види молюсків, водорості, корали, планктон і молюски, перешкоджаючи їх здатності утворювати раковини, що призводить до їх зникнення. При нормальних кількостях поглинання CO2 океаном хімічні реакції сприяють використанню вуглецю для утворення карбонату кальцію (CaCO3), який використовується кількома морськими організмами для кальцифікації. Проте інтенсивне збільшення концентрації СО2 в атмосфері викликає зниження рН океанських вод, що в кінцевому підсумку змінює напрям цих реакцій, змушуючи карбонат у морському середовищі зв’язуватися з іонами Н+, стаючи менш доступним для утворення. карбонату кальцію, необхідного для розвитку кальцифікуючих організмів.
Зменшення рівня кальцифікації впливає, наприклад, на початкову стадію життя цих організмів, а також на їх фізіологію, розмноження, географічне поширення, морфологію, ріст, розвиток і тривалість життя. Крім того, він впливає на толерантність до змін температури океанічних вод, роблячи морські організми більш чутливими, заважаючи поширенню видів, які вже є більш чутливими. Середовища, які природно мають високі концентрації CO2, такі як вулканічні гідротермальні регіони, є демонстрацією майбутніх морських екосистем: вони мають низьке біорізноманіття та велику кількість інвазивних видів.
Іншим наслідком втрати біорізноманіття в морських екосистемах є ерозія континентальних шельфів, на яких більше не буде коралів, які допомагають виправити відкладення. За оцінками, до 2100 року близько 70% холодноводних коралів будуть піддані впливу корозійних вод.
З іншого боку, інші дослідження вказують у протилежному напрямку, стверджуючи, що деякі мікроорганізми отримують користь від цього процесу. Це пов’язано з тим, що підкислення океану також має позитивні наслідки для деяких морських мікроорганізмів. Зниження pH змінює розчинність деяких металів, таких як залізо III, яке є важливим мікроелементом для планктону, що робить його більш доступним, сприяючи збільшенню первинного виробництва, що призводить до більшого перенесення CO2 в океани. Крім того, фітопланктон виробляє компонент, який називається диметилсульфідом. При попаданні в атмосферу цей елемент сприяє утворенню хмар, які відбивають сонячні промені, контролюючи глобальне потепління. Цей ефект, однак, є лише позитивним до тих пір, поки поглинання СО2 океаном не зменшиться (через насичення цього газу у водах), ситуація, за якої фітопланктон, через меншу пропозицію заліза III, буде виробляти менше диметилсульфід.
Більше економічних втрат
Коротше кажучи, можна сказати, що збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері призводить до підвищення кислотності і температури океанічних вод. До певної міри, як ми бачили, це позитивно, оскільки воно підвищує розчинність заліза III, яке поглинається фітопланктоном для виробництва диметилсульфіду, що допомагає мінімізувати глобальне потепління. Після цього насичення СО2, що поглинається морським середовищем, додається до підвищення температури води, змінює напрям хімічних реакцій, викликаючи поглинання менших кількостей цього газу, завдаючи шкоди кальцифікуючим організмам і збільшуючи концентрацію газу в атмосфера. У свою чергу, це збільшення сприятиме посиленню наслідків глобального потепління. Це створює порочне коло між закисленням океану та глобальним потеплінням.
На додаток до всіх уже описаних впливів зі зниженням рН океану буде також економічний вплив, оскільки громадам, які базуються на екологічному туризмі (занурення) або рибальстві, буде завдано шкоди.
Підкислення океану також може вплинути на світовий ринок вуглецевих кредитів. Світовий океан функціонує як природне родовище CO2, що утворюється в результаті загибелі вапнякових організмів. Оскільки підкислення впливає на формування раковин, воно також впливає на морське відкладення CO2, що утворюється внаслідок загибелі цих вапняних організмів. Таким чином, вуглець більше не зберігається протягом тривалого періоду часу в океанах і у більшій кількості концентрується в атмосфері. Це змушує країни нести фінансові наслідки.
Технологія пом'якшення для підкислення
Геоінженерія розробила деякі гіпотези, щоб покласти край цій проблемі. Один з них — використовувати залізо для «упліднення» океанів. Таким чином, частинки металу будуть стимулювати ріст планктону, який здатний поглинати CO2. Після смерті планктон переносить вуглекислий газ на дно моря, створюючи осад CO2.
Іншою запропонованою альтернативою було додавання лужних речовин до океанських вод, щоб збалансувати рН, таких як подрібнений вапняк. Однак, за словами професора Жан-П’єра Гаттузо з Французького національного дослідницького агентства, цей процес може бути ефективним лише в затоках з обмеженим водообміном з відкритим морем, що забезпечить місцеве полегшення, але непрактично в глобальному масштабі, оскільки споживає багато енергії, крім того, що є дорогою альтернативою.
Насправді в центрі обговорення мають бути викиди вуглецю. Процес підкислення океану впливає не тільки на морське життя. Села, міста і навіть країни повністю залежать від риболовлі та морського туризму. Проблеми виходять далеко за межі морів.
Все більше потрібне рішуче ставлення. З боку влади закони про рівень викидів і дедалі суворіші перевірки. Зі свого боку, щоб зменшити наш викид вуглецю за допомогою невеликих заходів, таких як використання більшої кількості громадського транспорту, особливо в транспортних засобах, що працюють на відновлюваних джерелах енергії, або вибір органічної їжі, яка надходить із низьковуглецевого сільського господарства. Але всі ці варіанти можливі лише в тому випадку, якщо галузь змінить свої способи поводження з природними ресурсами, а також надає перевагу виробництву товарів, які використовують екологічно чисту сировину.
