Merien happamoituksella tarkoitetaan planeettamme valtamerten happamoitumista hiilidioksidipäästöjen maailmanlaajuisen lisääntymisen vuoksi.
Teollisen vallankumouksen jälkeen asiantuntijat arvioivat, että Maan valtameret ovat absorboineet yli neljänneksen fossiilisten polttoaineiden palamisessa vapautuneesta ilmakehän hiilidioksidista (CO2). Meressä ollessaan liuennut hiilidioksidi käy läpi joukon kemiallisia reaktioita, jotka lisäävät vetyionien konsentraatiota samalla kun alentavat valtameren pH: ta ja karbonaattimineraaleja - tätä prosessia kutsutaan valtameren happamaksi tekemiseksi.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että valtamerten happamoitumisella voi olla dramaattisia vaikutuksia meren elämään ja yhteisöihin, joiden toimeentulo riippuu meren luonnonvaroista.
Mikä aiheuttaa valtameren happamoitumisen?
Kun ilmakehän hiilidioksidi liukenee meriveteen, se muodostaa hiilihappoa ja vapauttaa vetyioneja. Happamuus tai alkalisuus määritetään veteen liuenneiden vetyionien (H +) lukumäärän perusteella ja mitataan pH-asteikolla. Nämä vetyionit sitoutuvat saatavissa oleviin karbonaatti-ioneihin (CO3-) bikarbonaatin (HCO3-) muodostamiseksi, kuluttaen käytettävissä olevan karbonaatin valtamereissä. Se on iso juttu, koska valtamerten vähemmän karbonaattia vaikeuttaa kalkkikarbonaatti (CaCO3) -kuoren tai luurankojen, kuten korallien, simpukoiden, merisiilien tai planktonien, kuten kalkkikarbonaattien (CaCO3) kalsifiointia.
"Tällä hetkellä vapautamme ilmakehään noin 10 miljardia tonnia hiiltä vuodessa ja noin kaksi ja puoli miljardia tonnia siitä kulkeutuu mereen", Virginia-yliopiston ympäristötieteiden professori Scott Doney kertoi Livelle. Science.
Koska teollistuminen alkoi yli 200 vuotta sitten, valtamerten pintavesien pH on laskenut 0,1 yksiköllä. Tämä ei välttämättä näytä kovin paljon, mutta pH on logaritminen, mikä tarkoittaa, että jokainen yksikkö lisää happavuuden kymmenkertaista nousua. Tämä 0,1 tarkoittaa karkeasti 30-prosenttista happamuuden kasvua. On arvioitu, että pH voi laskea vuosisadan loppuun mennessä 0,4 yksikköä, jos globaalit päästöt jatkuvat "tavalliseen tapaan" -lähestymistavalla, hallitustenvälisen ilmastomuutospaneelin mukaan.
Itse asiassa tutkijat ovat havainneet, että valtamerestämme tulee happamempia nopeammin kuin milloin tahansa viimeisen 300 miljoonan vuoden aikana - ajanjaksona, joka kattaa neljä joukkotutkimusta.
"Aina takaisin 1950-luvulle ihmiset olivat huolissaan siitä, että valtameri ottaisi kaiken tämän hiilen", Doney sanoi. "Tiesimme, että tämä muuttaa meriveden kemiaa, mutta tiesimme vasta 1990-luvun lopulla, kuinka herkät organismit olivat valtameren happamoitumiseen."
Mitä valtameren happamoituminen tekee korallille ja muulle meren elämälle
Valitettavasti monet valtamerten happamoitumiselle herkimmistä organismeista muodostavat ekologisen ruokaverkon perustan valtameriympäristöissä. Näiden lajien uhkaaminen vaarantaa entistä suuremman määrän meren elämää, ja vuorostaan yhteisöt, jotka luottavat valtameren kerran runsaisiin resursseihin. Korallien kaltaiset eläimet, joita meren lämpötilan nousu uhkaa jo nyt, ovat erityisen vaarassa valtamerten happamoitumisesta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että valtamerten happamoitumisen lisääntyminen vaikuttaa kielteisesti monien korallilajien kykyyn kasvattaa kalsiumin luustoja.
Toisaalta tutkimukset ovat osoittaneet, että pienet, kalkkiseutuvat kasviplanktonit, nimeltään kokolitoforit, hyödyntävät väliaikaisesti muuttuvaa ilmastoa. Näitä yksisoluisia kasvityyppisiä kriittereitä elää runsaasti Maan valtamerten ylemmissä kerroksissa, jolloin ne imevät auringonvalon ja hiilidioksidin fotosynteesin kautta. Kokolitoforeja tunnetaan kauniista ja monimutkaisista mikroskooppisista panssarilevyistä, joita ne muodostavat kalsiumkarbonaatista, nimeltään kokoliitteja. Pienet levät ovat valtamereidemme pääkalifioijia ja ovat tärkeitä tekijöitä maan hiilisyklissä. Kun kokolitofoorit kuolevat, niiden kalsiittikuoret uppoavat merenpohjaan, kerrostaen hiiltä.
"Muutaman viime vuosikymmenen aikana hiilidioksidin lisääntyminen on suosinut eri tavalla kokolitoforeja, koska niiden fotosynteettinen järjestelmä ei ollut vielä kyllästynyt ja että ylimääräinen energia muuttui korkeammiksi kasvunopeuksiksi", kertoi Sara Rivero-Calle, keskuksen tutkija. Meritiede Pohjois-Carolinan yliopistossa, Wilmington. "Mutta kun hiilidioksiditasot saavuttavat tietyn kynnyksen, niiden kasvunopeudet lakkaavat kasvamasta, koska niiden on ohjattava enemmän energiaa kalkkiutumiseen kasvun ja jakautumisen sijaan. Tässä mielessä kokolitofoorit eivät eroa paljon muista kalkkikiveistä - alhainen Valtamerten happamoitumiseen liittyvä pH vaikeuttaa viime kädessä niiden kalkkipitoisuutta. "
Kuinka valtameren happamoituminen vaikuttaa ihmisiin?
"Korallit ovat sitä, mitä kutsumme perustavaksi lajeksi, koska ne luovat elinympäristön, jossa muut organismit elävät. Jos korallit muuttuvat tai muuttuvat, se vaikuttaa kaikkiin", Doney sanoi. Ja siihen kuuluvat ihmiset.
"Korallit ovat erityisen tärkeitä kehitysmaille. Monet pienet rannikko- ja saarivaltiot luottavat koralliriuttoihin ruuansaannissaan ja virkistys- ja matkailuelämänsä tuottamissa tuloissa", hän sanoi. "Korallien läsnäolo suojaa niiden rantoja myös myrskyiltä ja aalloilta, joten jos nämä riutat alkavat pilaantua, suoja heikkenee."
Valtameren happamoitumisen vaikutukset eivät ole yhtä suuret. Joidenkin alueiden ja eliöiden vaikutus on suurempi ja nopeampi kuin toisten. Monilla rannikkovesillä on jo kokemuksia valtamerten happamoitumisesta. Joet voivat tuoda pilaantuneita ja happamempia vesiä rannikkoympäristöön lisäämällä lisää stressiä. Valtameren kohoaminen, jossa virtaukset tuovat kylmempiä vesialueita, joissa hiilidioksidipitoisuus on suurempi, valtameren syvyyksistä pintaan, vahvistaa myös merien happamoitumisen vaikutuksia rannikkovesillä.
Yhdysvaltojen Tyynenmeren luoteisosa ja Koillis-Atlantin rannikot ovat erityisen vaarassa, Doney sanoi. Näillä alueilla on usean miljoonan dollarin äyriäistuotanto, jotka näkevät ensisijaisesti paikallisen happamoitumisen vaikutukset. Tyynenmeren luoteisosan osteritiloilla oli suuria tuotantohäiriöitä sen jälkeen, kun miljardeja osterin toukkia oli liuennut valtameren happamoitumisesta. Alueen luonnonlohekalastus voi myös olla vaarassa, koska pteropodiksi kutsuttujen pienten merikotiloiden (nuorten lohien tärkein ravintolähde) kuorien tiedetään liukenevan happamiin olosuhteisiin.
Olitpa mikroskooppinen meren kasviplanktoni tai maata rakastava ihminen, on erittäin todennäköistä, että valtamerten happamoituminen vaikuttaa pitkällä aikavälillä elämääsi. Huono uutinen on, että valtameremme muuttuvat edelleen happamemmiksi maailmanlaajuisten hiilidioksidipäästöjen jatkuessa.
"Paras tapauksemme on, jos vakautamme hiilidioksidipäästömme. Tällä hetkellä ilmakehässämme on noin 410 hiilidioksidiosaa miljoonassa", Doney sanoi - tason, joka sallii valtamerten happamoitumisen lopulta vakautua. "Pahinta on, että emme hidasta hiilidioksidipäästöjä ja happamoituminen kasvaa edelleen", hän sanoi. "Ekosysteemeissä on jonkin verran kynnysarvoa, johon ne eivät enää pysty seuraamaan."
