يشير تحمض المحيطات إلى عملية جعل محيطات كوكبنا أكثر حمضية بسبب الزيادة العالمية في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
منذ الثورة الصناعية ، يقدر الخبراء أن محيطات الأرض قد امتصت أكثر من ربع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO2) المنبعث من حرق الوقود الأحفوري. مرة واحدة في المحيط ، يخضع ثاني أكسيد الكربون المذاب لسلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تزيد من تركيز أيونات الهيدروجين بينما تخفض درجة الحموضة في المحيطات ومعادن الكربونات - وهي عملية تسمى تحمض المحيطات.
أظهرت الدراسات أن تحمض المحيطات يمكن أن يكون له عواقب وخيمة على الحياة البحرية والمجتمعات التي تعتمد سبل عيشها على موارد المحيطات.
ما الذي يسبب تحمض المحيطات؟
عندما يذوب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي في مياه البحر ، فإنه يشكل حمض الكربونيك ويطلق أيونات الهيدروجين. يتم تحديد الحموضة أو القلوية من خلال عدد أيونات الهيدروجين (H +) المذابة في الماء ويتم قياسها بواسطة مقياس الأس الهيدروجيني. ترتبط أيونات الهيدروجين هذه بأيونات الكربونات المتاحة (CO3-) لتكوين بيكربونات (HCO3-) ، مما يؤدي إلى استنفاد الكربونات المتاحة في المحيطات. هذه مشكلة كبيرة لأن كمية أقل من الكربونات في المحيطات تجعل من الصعب حساب المخلوقات مثل الشعاب المرجانية أو المحار أو قنافذ البحر أو العوالق لتشكيل قذائف كربونات الكالسيوم أو الهياكل العظمية.
وقال سكوت دوني ، أستاذ علوم البيئة في جامعة فيرجينيا ، لـ Live: "نحن الآن نطلق حوالي 10 مليار طن من الكربون سنويًا في الغلاف الجوي ونحو ملياري ونصف مليار طن من ذلك يذهب إلى المحيط". علم.
منذ بدء التصنيع قبل أكثر من 200 عام ، انخفض الرقم الهيدروجيني للمياه السطحية للمحيطات بمقدار 0.1 وحدة. قد لا يبدو هذا كثيرًا ، ولكن الرقم الهيدروجيني لوغاريتمي ، مما يعني أن كل وحدة تمثل زيادة بمقدار عشرة أضعاف في الحموضة. يمثل 0.1 زيادة في الحموضة بنسبة 30٪ تقريبًا. تشير التقديرات إلى أنه بحلول نهاية القرن ، قد ينخفض الأس الهيدروجيني بمقدار 0.4 وحدة إذا استمرت الانبعاثات العالمية باتباع نهج "العمل كالمعتاد" ، وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.
في الواقع ، وجد الباحثون أن محيطاتنا أصبحت أكثر حمضية بشكل أسرع من أي وقت في الـ 300 مليون سنة الماضية - وهي فترة تغطي أربع حالات انقراض جماعي.
وقال دوني "طوال الطريق إلى الخمسينات كان الناس قلقين من أن المحيط سيشغل كل هذا الكربون". "كنا نعلم أن هذا سيغير كيمياء مياه البحر ، لكننا لم نكن نعرف حتى أواخر التسعينيات مدى حساسية الكائنات الحية لتحمض المحيطات."
ما يفعله تحمض المحيطات إلى الحياة المرجانية والحياة البحرية الأخرى
لسوء الحظ ، فإن العديد من الكائنات الحية الأكثر حساسية تجاه تحمض المحيطات تشكل قاعدة شبكة الغذاء الإيكولوجي في بيئات المحيطات. إن تهديد هذه الأنواع يعرض أعدادًا أكبر من الحياة البحرية للخطر ، وبالتالي المجتمعات التي تعتمد على موارد المحيط الوفيرة. الحيوانات مثل المرجان ، المهددة بالفعل بارتفاع درجات حرارة المحيط ، معرضة بشكل خاص لخطر تحمض المحيطات. أظهرت الدراسات أن زيادة تحمض المحيطات يؤثر سلبًا على قدرة العديد من الأنواع المرجانية على نمو هياكلها الكالسيوم.
من ناحية أخرى ، أظهرت الدراسات أن العوالق النباتية المتكلسة الصغيرة التي تسمى coccolithophores تستغل مؤقتًا المناخ المتغير. تعيش هذه المخلوقات الشبيهة بالنباتات أحادية الخلية بكثرة في الطبقات العليا من محيطات الأرض ، وتمتص أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي. تشتهر العصعص الصخرية باللوحات المجهرية الدقيقة والمعقدة للدروع التي تتكون من كربونات الكالسيوم ، وتسمى العصعص. إن الطحالب الدقيقة هي المحسنات الرئيسية لمحيطاتنا وهي مساهم مهم في دورة الكربون في الأرض. عندما تموت العصافير ، تنغمس قشور الكالسيت في قاع البحر ، وترسب الكربون.
وقالت سارة ريفيرو-كالي ، باحثة في مركز "في العقود القليلة الماضية ، كانت الزيادة في ثاني أكسيد الكربون تفضل بشكل متفاوت coccolithophores لأن نظام التركيب الضوئي لم يكن مشبعًا بعد ، وتم ترجمة هذه الطاقة الإضافية إلى معدلات نمو أعلى". علوم البحار في جامعة نورث كارولينا ، ويلمنجتون. "ولكن بمجرد أن تصل مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى حد معين ، فإن معدلات نموها ستتوقف عن الزيادة لأنها ستضطر إلى تحويل المزيد من الطاقة إلى التكلس بدلاً من النمو والانقسام. وبهذا المعنى ، لا تختلف الكريات المتجانسة كثيرًا عن غيرها من الآلات الحاسبة - الرقم الهيدروجيني المرتبط بتحمض المحيطات سيجعل من الصعب عليهم في النهاية التكلس. "
كيف يؤثر تحمض المحيطات على البشر؟
وقال دوني "المرجان هو ما نسميه نوعًا تأسيسيًا لأنه يولد البيئة التي تعيش فيها الكائنات الحية الأخرى. إذا تغيرت المرجان أو تغيرت ، فإنها تؤثر على الجميع". وهذا يشمل البشر.
وقال "إن الشعاب المرجانية مهمة بشكل خاص للعالم النامي. العديد من الدول الساحلية والجزرية الصغيرة تعتمد على الشعاب المرجانية في إمداداتها الغذائية والدخل الذي تولده من خلال الترفيه والسياحة". "إن وجود الشعاب المرجانية يحمي أيضًا شواطئها من العواصف والأمواج ، لذلك إذا بدأت هذه الشعاب في التآكل ، فإن هذه الحماية تنخفض."
آثار تحمض المحيطات ليست متساوية. ستتأثر بعض المناطق والكائنات بدرجة أكبر وفي وقت أقرب من غيرها. تعاني العديد من المياه الساحلية بالفعل من الآثار السلبية لتحمض المحيطات. يمكن للأنهار أن تجلب المياه الملوثة والحمضية إلى البيئات الساحلية ، مما يزيد من الضغط. كما أن تضخم المحيطات ، حيث تجلب التيارات مياه أكثر برودة مع تركيزات أعلى من ثاني أكسيد الكربون من أعماق المحيطات إلى السطح ، تزيد أيضًا من تأثيرات تحمض المحيطات في المياه الساحلية.
وقال دوني إن شمال غرب المحيط الهادئ وسواحل شمال شرق المحيط الأطلسي للولايات المتحدة معرضة للخطر بشكل خاص. تحتوي هذه المناطق على صناعات من المحار بملايين الدولارات تشهد آثار التحمض الموضعي بشكل مباشر. شهدت مزارع المحار في شمال غرب المحيط الهادئ إخفاقات كبيرة في الإنتاج بعد ذوبان مليارات يرقات المحار من تحمض المحيطات. قد تكون مصائد سمك السلمون البرية في المنطقة في خطر أيضًا حيث من المعروف أن قذائف القواقع البحرية الصغيرة التي تسمى pteropods (مصدر رئيسي للغذاء لسمك السلمون الصغير) تذوب في الظروف الحمضية.
سواء كنت عوالق نباتية مجهرية للبحر أو إنسانًا محبًا للأرض ، فمن المحتمل جدًا أن يؤثر تحمض المحيطات على حياتك على المدى الطويل. الأخبار السيئة هي أن محيطاتنا ستستمر في أن تصبح أكثر حمضية مع استمرار انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.
وقال دوني: "أفضل حالة لدينا هي أن نثبت انبعاثات الكربون لدينا. في الوقت الحالي ، لدينا حوالي 410 أجزاء لكل مليون من ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي" ، وهو مستوى سيسمح بتحمض المحيطات في النهاية. وقال "أسوأ حالة هي أننا لا نبطئ انبعاث الكربون ويستمر التحمض في النمو". "ستكون هناك بعض العتبات التي ستصل إليها النظم البيئية حيث لا يمكنها الاستمرار بعد الآن."
