Okyselení oceánu znamená proces, kdy se oceány naší planety stávají kyselejšími díky celosvětovému nárůstu emisí oxidu uhličitého.
Od průmyslové revoluce odborníci odhadují, že oceány Země absorbovaly více než čtvrtinu atmosférického oxidu uhličitého (CO2) uvolněného ze spalování fosilních paliv. Jakmile je v oceánu, rozpuštěný oxid uhličitý podléhá řadě chemických reakcí, které zvyšují koncentraci vodíkových iontů a zároveň snižují pH oceánu a minerály uhličitanu - proces zvaný okyselení oceánu.
Studie ukázaly, že acidifikace oceánů může mít dramatické důsledky pro mořský život a společenství, jejichž živobytí závisí na zdrojích našeho oceánu.
Co způsobuje okyselení oceánu?
Když je oxid uhličitý z atmosféry rozpuštěn v mořské vodě, vytváří kyselinu uhličitou a uvolňuje ionty vodíku. Kyslost nebo zásaditost je stanovena počtem vodíkových iontů (H +) rozpuštěných ve vodě a měří se pomocí stupnice pH. Tyto vodíkové ionty se spojují s dostupnými uhličitanovými ionty (CO3-) za vzniku hydrogenuhličitanu (HCO3-), čímž se vyčerpává dostupný uhličitan v oceánech. To je velký problém, protože méně uhličitanů v oceánech ztěžuje kalcifikujícím tvorům, jako jsou korály, škeble, mořské ježky nebo plankton, vytváření skořápek nebo koster uhličitanu vápenatého (CaCO3).
"Právě teď uvolňujeme do atmosféry asi 10 miliard tun uhlíku ročně a zhruba dvě a půl miliardy tun, které jdou do oceánu," řekl Scott Doney, profesor environmentálních věd na University of Virginia, Live Věda.
Od industrializace, která začala před více než 200 lety, se pH povrchových vod oceánů snížilo o 0,1 jednotky. To se nemusí zdát jako hodně, ale pH je logaritmické, což znamená, že každá jednotka představuje desetinásobné zvýšení kyselosti. To 0,1 představuje zhruba 30% nárůst kyselosti. Podle mezivládního panelu pro změnu klimatu se odhaduje, že do konce století může pH klesnout o 0,4 jednotky, pokud globální emise budou pokračovat v přístupu „jako obvykle“.
Vědci ve skutečnosti zjistili, že naše oceány jsou za posledních 300 milionů let kyselejší rychleji než kdykoli předtím - období pokrývající čtyři hromadné vyhynutí.
"Až do konce padesátých let se lidé obávali, že oceán bude odebírat veškerý uhlík," řekl Doney. "Věděli jsme, že to změní chemii mořské vody, ale až do konce 90. let jsme nevěděli, jak citlivé organismy jsou na okyselení oceánu."
Co okyselení oceánu dělá pro korálový a jiný mořský život
Bohužel, mnoho organismů nejcitlivějších na okyselení oceánu tvoří základ ekologického potravinového pásu v oceánských prostředích. Ohrožení těchto druhů ohrožuje ještě větší počet mořských živočichů a na druhé straně společenství, která se spoléhají na kdysi bohaté zdroje oceánu. Zvířata jako korály, které jsou již ohroženy rostoucími teplotami oceánu, jsou zvláště ohrožena acidifikací oceánu. Studie ukázaly, že zvyšující se acidifikace oceánů negativně ovlivňuje schopnost mnoha druhů korálů pěstovat své kostry vápníku.
Na druhé straně studie ukázaly, že drobné kalcifikující fytoplanktony zvané kokokolitofóry dočasně využívají měnícího se klimatu. Tato jednobuněčná zvířátka podobná rostlinám žijí hojně v horních vrstvách zemských oceánů, které díky fotosyntéze nasákají sluneční světlo a oxid uhličitý. Coccolithophores jsou známé pro krásné a složité mikroskopické desky brnění, které tvoří z uhličitanu vápenatého, tzv. Kokokolitů. Drobné řasy jsou primárními vodními kameny našich oceánů a jsou důležitými přispěvateli do uhlíkového cyklu Země. Když kokokolitofóry umírají, jejich kalcitové slupky klesají k mořskému dnu a ukládají uhlík.
„V posledních několika desetiletích byl nárůst oxidu uhličitého odlišně upřednostňován kokokolitofóry, protože jejich fotosyntetický systém ještě nebyl nasycen a že další energie byla převedena do vyšších temp růstu,“ řekla Sara Rivero-Calle, výzkumná pracovnice Centra pro Marine Science na University of North Carolina, Wilmington. „Jakmile však hladiny oxidu uhličitého dosáhnou určitého prahu, jejich růstová rychlost se přestane zvyšovat, protože budou muset odvádět více energie do kalcifikace na rozdíl od růstu a dělení. Hodnota pH spojená s okyselením oceánu jim nakonec zkomplikuje. ““
Jak ovlivňuje acidifikace oceánů člověka?
"Korály jsou to, čemu říkáme základní druh, protože vytvářejí prostředí, ve kterém žijí jiné organismy. Pokud se korály posunou nebo změní, ovlivní to všechny," řekl Doney. A to zahrnuje i lidi.
"Korály jsou obzvláště důležité pro rozvojový svět. Mnoho malých pobřežních a ostrovních národů se spoléhá na korálové útesy, pokud jde o jejich zásobování potravinami a příjem, který generují prostřednictvím rekreace a cestovního ruchu," uvedl. "Přítomnost korálů také chrání jejich břehy před bouří a vlnami, takže pokud tyto útesy začnou erodovat, tato ochrana klesá."
Účinky okyselení oceánu nejsou stejné. Některé regiony a organismy budou postiženy ve větší míře a dříve než jiné. Mnoho pobřežních vod již zažívá negativní účinky acidifikace oceánů. Řeky mohou do pobřežního prostředí přivádět znečištěné a kyselejší vody, což zvyšuje stres. Zvýšení hladiny oceánu, kde proudy přivádějí chladnější vody s vyšší koncentrací oxidu uhličitého z hlubin oceánu na povrch, také zvyšuje účinky acidifikace oceánu v pobřežních vodách.
Tichý severozápad a severovýchodní Atlantik pobřeží Spojených států jsou zvláště ohroženy, řekl Doney. Tyto regiony mají průmysly měkkýšů v hodnotě několika milionů dolarů, které z první ruky vidí účinky lokalizované acidifikace. Oysterské farmy na pacifickém severozápadě zaznamenaly hlavní selhání produkce po miliardách larev ústřice rozpuštěných po okyselení oceánu. Lov divokých lososů v této oblasti může být také v nebezpečí, protože skořápky drobných mořských hlemýžďů zvaných pteropody (hlavní zdroj potravy pro juvenilní lososy) se v kyselých podmínkách rozpouštějí.
Ať už jste mikroskopický fytoplanktón u moře nebo člověk milující půdu, je velmi pravděpodobné, že okyselení oceánů z dlouhodobého hlediska ovlivní váš život. Špatnou zprávou je, že naše oceány budou i nadále kyselejší, jak budou celosvětové emise oxidu uhličitého pokračovat.
"Náš nejlepší případ je, pokud stabilizujeme naše emise uhlíku. Právě teď jsme v naší atmosféře asi 410 dílů na milion oxidu uhličitého," řekl Doney - úroveň, která by nakonec umožnila okyselení oceánu. "Nejhorší případ je, že nezpomalujeme emise uhlíku a acidifikace stále roste," řekl. "Tam bude nějaký práh že ekosystémy dosáhnou kde oni už nemohou držet krok."
