CO2 и закисление океана: причины, последствия, решения

Углеродное загрязнение меняет химический состав океана, замедляя его способность поглощать CO.₂, делая его более кислым и нанося вред моллюскам и другим морским обитателям, от которых мы зависим.

Океан поглотил около 29 процентов мирового CO.₂ выбросов с конца доиндустриальной эпохи. За последнее десятилетие (с 2008 по 2017 год) мы ежегодно выбрасываем в атмосферу около 40 гигатонн выбросов теплоудерживающих газов в результате сжигания ископаемого топлива и изменений в землепользовании, что эквивалентно 252 миллионам голубых китов. .

Что такое закисление океана?
Подкаст

Стрессовая рыба и закисление океана

Доктор Сара Кули объясняет, как изменения в химическом составе океана оказывают влияние на морскую жизнь и нашу экономику.

Что такое закисление океана?

Когда углекислый газ попадает в океан, он растворяется в соленой воде. Во-первых, он образует угольную кислоту. Затем эта угольная кислота распадается — или «диссоциирует» — с образованием ионов бикарбоната и ионов водорода. Закисление океана происходит в результате увеличения концентрации ионов водорода и уменьшения содержания ионов карбоната из-за поглощения повышенного количества CO.₂. Моллюски, мидии, крабы, кораллы и другие морские обитатели полагаются на ионы карбоната, чтобы вырастить свои раковины и процветать.

Кислотность – это мера (в единицах pH) концентрации ионов водорода в растворе, в данном случае в морской воде.

В течение миллионов лет обмен CO₂ между поверхностью океана и атмосферой оставалось постоянным. За последние 150 лет люди значительно увеличили количество CO.₂ в атмосферу за счет сжигания ископаемого топлива и изменения практики землепользования. В результате океан поглотил около 29 процентов этого дополнительного углерода.

Концентрация CO2 приводит к повышению температуры и закислению

СО₂ концентрации приводят к повышению температуры и закислению

Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере повышает температуру поверхности океана и вызывает его закисление.Хотя потепление и закисление — разные явления, они взаимодействуют в ущерб морским экосистемам. Эти изменения в океане происходят не везде с одинаковой скоростью: существуют значительные различия в градиентах температуры, широты и глубины.

Скорость, с которой вода поглощает CO₂ уменьшается с повышением температуры воды. Это означает, что полярные регионы, такие как Аляска, где океанская вода относительно холодная, могут поглощать больше CO.₂ чем в более теплых тропиках. В результате полярные поверхностные воды, как правило, закисляются быстрее, чем в других широтах, и в среднем более теплые районы океана выпуская СО₂ в атмосферу, а не поглощать ее.

Региональные различия в закислении океана также можно частично объяснить влиянием моделей циркуляции океана. Из-за преобладающих ветров и других природных явлений океан поднимает вверх богатые питательными веществами и более кислые или агрессивные глубокие воды. В естественных условиях вливание богатых питательными веществами, прохладных и агрессивных глубинных вод в верхние слои благотворно для прибрежных экосистем. Но в регионах с подкисляющими водами вливание более прохладных глубинных вод (которые также имеют тенденцию быть более кислыми) усиливает эффект существующего подкисления.

В других регионах, обычно в тропиках, повышение температуры поверхностных вод замедляет обмен углеродом между глубинными водами и поверхностными водами. Здесь ключевую роль играет ветер: он смешивает верхние и глубокие воды и переносит СО.₂-насыщенные воды в более глубокие районы океана. С повышением температуры поверхности ветрам становится все труднее смешивать эти слои, которые становятся все более стратифицированными, а это означает, что они располагаются друг над другом. Следовательно, в местах с более теплыми водами верхние слои становятся более насыщенными CO.₂ и неспособны поглощать больше, а нижние слои имеют меньше кислорода (известное как деоксигенация).

Закисление океана влияет на морскую жизнь

Закисление океана влияет на морскую жизнь

Прибрежные и морские экосистемы испытывают огромный стресс из-за изменения климата. Закисление океана в сочетании с другими климатическими воздействиями, такими как потепление воды, деоксигенация, таяние льда и береговая эрозия, представляют реальную угрозу для выживания многих морских видов.

Подкисление океана особенно пагубно для видов, которые строят свои скелеты и раковины из карбоната кальция (таких как моллюски, мидии, крабы, фитопланктон и кораллы) и составляют нижнюю часть пищевой цепи. Подкисление снижает доступность ионов карбоната в океанской воде, которые обеспечивают эти организмы строительными блоками, необходимыми для создания их раковин и скелетов, что значительно снижает шансы их потомства на выживание.

При наличии других климатических стрессоров окисление океана затрудняет восстановление видов. Возьмем, к примеру, проблему обесцвечивания кораллов. Кораллы поддерживают мутуалистические отношения с фотосинтезирующими водорослями, живущими в их тканях: кораллы обеспечивают убежище для водорослей и обеспечивают друг друга питательными веществами, необходимыми для их выживания. Но когда температура воды становится слишком высокой, кораллы вытесняют эти водоросли, делая их более уязвимыми для болезней и менее способными поддерживать и строить свою скелетную структуру.

Закисление океана препятствует способности кораллов восстанавливаться после этих событий обесцвечивания, потому что уменьшает количество доступного карбоната кальция, необходимого кораллам для восстановления здоровья. В отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата говорится, что 99 процентов тепловодных коралловых рифов мира могут исчезнуть, если глобальные средние температуры поднимутся на 2°C или более по сравнению с доиндустриальным уровнем.

Подпишитесь на электронную почту UCS сегодня

Получайте последние новости о нашей работе по борьбе с изменением климата и о том, как вы можете помочь, прямо в свой почтовый ящик.

Зарегистрировавшись, вы будете получать электронные письма от UCS. Вы можете отказаться от участия в любой момент.
Подкисление океана, экономика, средства к существованию людей и сообщества

Закисление океана влияет на экономику, средства к существованию людей и сообщества

Промысел моллюсков также ощущает воздействие углеродного загрязнения. Ожидается, что в таких местах, как Тихоокеанское побережье США, потепление воды и закисление океана сократят популяции крабов Дандженесс, которые являются самым прибыльным промыслом в Орегоне и Вашингтоне.

Рыболовство на Северо-Западе уже ощущает на себе воздействие потепления воды, которое сеет хаос в регионе и наносит многомиллионные убытки местной экономике. Повышение температуры океана вызвало быстрое увеличение цветения токсичных водорослей. Токсичные водоросли производят домоевую кислоту, опасный нейротоксин, который накапливается в телах моллюсков и представляет опасность для здоровья человека. В результате многие промыслы на Западном побережье были вынуждены закрыться. Из-за повышения кислотности воды и последующего сокращения количества минералов, необходимых для роста моллюсков, эти промыслы столкнутся с серьезными проблемами в будущем.

Что касается потепления, Федерация ассоциаций рыбаков Тихоокеанского побережья (PCFFA) в 2018 году подала иск против 30 компаний, работающих на ископаемом топливе. PCFFA утверждает, что эти компании продвигали и получали прибыль от увеличения потребления нефти, угля и природного газа, несмотря на то, что знали о связи между увеличением выбросы, улавливающие тепло, и изменение климата. Это первое дело, возбужденное отраслевой ассоциацией против компаний, работающих на ископаемом топливе.

Что ты можешь сделать?

Почему нас всех это должно волновать, и что вы можете сделать?

Если вы живете в Канзасе или Оклахоме, вы можете подумать, что закисление океана вас не касается. Но это так. Подкисление океана влияет на важные секторы экономики США, такие как рыболовство и туризм, влияет на снабжение продовольствием и усугубляет глобальное потепление, препятствуя способности океанов поглощать CO.₂. Для сообществ, зависящих от прибрежных ресурсов, на карту поставлен их образ жизни и культурная самобытность.

Если СО₂ выбросы продолжаются, ожидается, что к концу века подкисление океана приведет к сокращению вылова моллюсков в США. Подсчитано, что к концу века ежегодные запасы моллюсков могут сократиться на 35 процентов, устриц — на 50 процентов, а морских гребешков — на 55 процентов. В целом индустрия моллюсков может понести совокупные убытки потребителей в размере 230 миллионов долларов. В этом же сценарии подкисление океана в сочетании с потеплением может стоить 140 миллиардов долларов в сегодняшних долларах в виде потерянных рекреационных преимуществ, связанных с коралловыми рифами, а индустрия отдыха на коралловых рифах в США может упасть в цене более чем на 90 процентов к 2100 году.

Самый эффективный способ ограничить закисление океана — принять меры по борьбе с изменением климата, внедрив решения, позволяющие резко сократить использование ископаемого топлива. Если мы резко сократим выбросы, вызывающие глобальное потепление, и ограничим потепление в будущем, мы сможем значительно уменьшить вред, наносимый морским экосистемам.

• Самые последние проекты Национальной оценки климата показывают, что, приняв меры сейчас, мы сможем избежать резкого снижения потенциального улова рыбы, тем самым уменьшив ущерб рыболовству.
• В отчете МГЭИК подчеркивается, что при значительном сокращении выбросов 30% коралловых рифов будут спасены от исчезновения.

Нам также необходимо обеспечить, чтобы ресурсы доходили до тех сообществ, которые больше всего пострадают от закисления океана. В настоящее время налогоплательщики оплачивают ущерб от изменения климата и затраты на адаптацию. Однако изменение климата негативно влияет на местную экономику и блокирует способность этих сообществ адаптироваться.

Суды начинают рассматривать вопрос о привлечении производителей ископаемого топлива к ответственности за ущерб, который, как они знали, наносила их продукция, потому что они решили дезинформировать инвесторов и общественность об этих рисках вместо того, чтобы действовать для их снижения.Приводя доводы в пользу ответственности этих компаний, Генри Шу, профессор политики и международных отношений в Оксфордском университете, утверждает: «Компании сознательно нарушили самый основной моральный принцип «не навреди», и теперь они должны возместить причиненный ими вред. путем возмещения убытков и их доли в расходах на адаптацию». Научные данные, показывающие масштабы ущерба, причиняемого углеродным загрязнением, могут стать основой для этих усилий.