Che cos’è l’acidificazione degli oceani?
Un’unità di pH è una misura di acidità che va da 0 a 14. Più basso è il valore, maggiore è l’acidità dell’ambiente. Uno spostamento del pH a un valore inferiore riflette un aumento dell’acidità.
Pteropode Limacina Helicina. Per gentile concessione di Russ Hopcroft, UAF.
Pteropod
La chimica
Quando l’anidride carbonica (CO2) viene assorbita dall’acqua di mare, si verificano reazioni chimiche che riducono il pH dell’acqua di mare, la concentrazione di ioni carbonati e gli stati di saturazione di minerali di carbonato di calcio biologicamente importanti. Queste reazioni chimiche sono definite “acidificazione dell’oceano” o ” OA ” in breve. I minerali di carbonato di calcio sono i mattoni per gli scheletri e le conchiglie di molti organismi marini. Nelle aree in cui la maggior parte della vita ora si riunisce nell’oceano, l’acqua di mare è sovrasatura rispetto ai minerali di carbonato di calcio. Ciò significa che ci sono abbondanti elementi costitutivi per gli organismi calcificanti per costruire i loro scheletri e conchiglie. Tuttavia, la continua acidificazione dell’oceano sta causando la subsatura di molte parti dell’oceano con questi minerali, il che probabilmente influenzerà la capacità di alcuni organismi di produrre e mantenere i loro gusci.
Dall’inizio della rivoluzione industriale, il pH delle acque oceaniche superficiali è diminuito di 0,1 unità di pH. Poiché la scala del pH, come la scala Richter, è logaritmica, questo cambiamento rappresenta circa un aumento del 30% dell’acidità (vedi la nostra pagina Web di primer pH per ulteriori informazioni). Le previsioni future indicano che gli oceani continueranno ad assorbire anidride carbonica, aumentando ulteriormente l’acidità degli oceani. Le stime dei futuri livelli di anidride carbonica, basate su scenari di emissione business as usual, indicano che entro la fine di questo secolo le acque superficiali dell’oceano potrebbero avere livelli di acidità quasi 150 per cento più alti, risultando in un pH che gli oceani non hanno sperimentato per più di 20 milioni di anni.
Gli impatti biologici
L’acidificazione degli oceani dovrebbe avere un impatto sulle specie oceaniche in vari gradi. Le alghe fotosintetiche e le alghe marine possono beneficiare di condizioni di CO2 più elevate nell’oceano, poiché richiedono CO2 per vivere proprio come le piante sulla terra. D’altra parte, gli studi hanno dimostrato che gli stati di saturazione del carbonato di calcio più bassi possono avere un effetto drammatico su alcune specie calcificanti, tra cui ostriche, vongole, ricci di mare, coralli di acque poco profonde, coralli di mare profondo e plancton calcareo. Oggi, più di un miliardo di persone in tutto il mondo si affidano al cibo proveniente dall’oceano come fonte primaria di proteine. Pertanto, sia i posti di lavoro che la sicurezza alimentare negli Stati Uniti e in tutto il mondo dipendono dai pesci e dai molluschi nei nostri oceani.
Pteropodi
Lo pteropode, o “farfalla di mare”, è una piccola creatura marina delle dimensioni di un piccolo pisello. Gli pteropodi sono mangiati da organismi di dimensioni variabili dal piccolo krill alle balene e sono una fonte di cibo per il salmone giovanile del Pacifico settentrionale. Le foto qui sotto mostrano che il guscio di uno pteropode si dissolve nel corso del giorno 45 quando viene posto in acqua di mare con livelli di pH e carbonato proiettati per l’anno 2100. Credito fotografico: David Liittschwager / National Geographic Stock. Usato con il permesso. Tutti i diritti riservati. Immagini del National Geographic.
Molluschi
Negli ultimi anni, ci sono stati quasi fallimenti totali nello sviluppo di ostriche sia negli impianti di acquacoltura che negli ecosistemi naturali della costa occidentale. Questi fallimenti ostriche larvali sembrano essere correlati con eventi di upwelling naturali che portano acque a basso pH sottosaturi in aragonite così come altri cambiamenti di qualità dell’acqua in ambienti nearshore. Valori di pH più bassi si verificano naturalmente sulla costa occidentale durante gli eventi di risalita, ma recenti osservazioni indicano che la CO2 antropogenica sta contribuendo alla sottosaturazione stagionale. Il pH basso può essere un fattore nell’attuale fallimento riproduttivo dell’ostrica; tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per districare i potenziali effetti di acidificazione da altri fattori di rischio, come l’afflusso episodico di acqua dolce, gli aumenti dei patogeni o il basso ossigeno disciolto. È prematuro concludere che l’acidificazione sia responsabile dei recenti fallimenti di ostriche, ma l’acidificazione è un potenziale fattore nell’attuale crisi di questo settore da million 100 milioni all’anno, spingendo nuove collaborazioni e ricerca accelerata sull’acidificazione degli oceani e potenziali impatti biologici.
Foto: Ostriche appena raccolte da Yaquina Bay, Oregon (Credit: NOAA)
Coral
Molti organismi marini che producono gusci o scheletri di carbonato di calcio sono influenzati negativamente dall’aumento dei livelli di CO2 e dalla diminuzione del pH nell’acqua di mare. Ad esempio, l’aumento dell’acidificazione degli oceani ha dimostrato di ridurre significativamente la capacità dei coralli che costruiscono barriere coralline di produrre i loro scheletri. In un recente articolo, i biologi dei coralli hanno riferito che l’acidificazione degli oceani potrebbe compromettere il successo della fecondazione, dell’insediamento larvale e della sopravvivenza del corallo Elkhorn, una specie in via di estinzione. Questi risultati di ricerca suggeriscono che l’acidificazione degli oceani potrebbe avere un impatto grave sulla capacità delle barriere coralline di riprendersi dai disturbi. Altre ricerche indicano che, entro la fine di questo secolo, le barriere coralline potrebbero erodersi più velocemente di quanto possano essere ricostruite. Ciò potrebbe compromettere la vitalità a lungo termine di questi ecosistemi e forse avere un impatto sulle stime di un milione di specie che dipendono dall’habitat della barriera corallina.
Acidificazione degli oceani: un problema globale emergente
L’acidificazione degli oceani è un problema globale emergente. Nell’ultimo decennio, c’è stata molta attenzione nella comunità scientifica oceanica sullo studio dei potenziali impatti dell’acidificazione degli oceani. Poiché gli sforzi sostenuti per monitorare l’acidificazione degli oceani in tutto il mondo sono solo all’inizio, è attualmente impossibile prevedere esattamente in che modo gli impatti dell’acidificazione degli oceani si ripercuoteranno a cascata lungo tutta la catena alimentare marina e influenzeranno la struttura complessiva degli ecosistemi marini. Con il ritmo dell’acidificazione degli oceani che accelera, scienziati, responsabili delle risorse e responsabili politici riconoscono l’urgente necessità di rafforzare la scienza come base per un processo decisionale e un’azione solidi.
Vedi i link qui sotto per saperne di più sull’acidificazione degli oceani e sul tipo di ricerca in cui il nostro gruppo è coinvolto.