Wat is oceaanverzuring?
een pH-eenheid is een zuurgraad variërend van 0-14. Hoe lager de waarde, hoe hoger de zuurgraad van het milieu. Een verschuiving van de pH naar een lagere waarde weerspiegelt een toename van de zuurgraad.
Pteropod Limacina Helicina. Met dank aan Russ Hopcroft, UAF.
Pteropod
de chemie
wanneer kooldioxide (CO2) door zeewater wordt geabsorbeerd, treden chemische reacties op die de pH van het zeewater, de concentratie van carbonaationen en de verzadigingstoestand van biologisch belangrijke calciumcarbonaatmineralen verminderen. Deze chemische reacties worden “oceaanverzuring” of “OA” in het kort genoemd. Calciumcarbonaat mineralen zijn de bouwstenen voor de skeletten en schelpen van veel mariene organismen. In gebieden waar het meeste leven nu samenkomt in de oceaan, is het zeewater oververzadigd met betrekking tot calciumcarbonaat mineralen. Dit betekent dat er overvloedige bouwstenen voor verkalking organismen om hun skeletten en schelpen te bouwen. De voortdurende verzuring van de oceaan zorgt er echter voor dat veel delen van de oceaan onderverzadigd raken met deze mineralen, wat het vermogen van sommige organismen om hun schelpen te produceren en te onderhouden waarschijnlijk zal beïnvloeden.
sinds het begin van de industriële revolutie is de pH van oppervlaktewater in de oceaan met 0,1 pH-eenheden gedaald. Aangezien de pH-schaal, net als de Richter-schaal, logaritmisch is, vertegenwoordigt deze verandering ongeveer een 30 procent toename van de zuurgraad (zie onze pH primer web pagina voor meer informatie). Toekomstvoorspellingen geven aan dat de oceanen kooldioxide blijven absorberen, waardoor de oceaanzuurgraad verder zal toenemen. Schattingen van toekomstige kooldioxide-niveaus, gebaseerd op business as usual emissiescenario ‘ s, geven aan dat tegen het einde van deze eeuw het oppervlaktewater van de oceaan zuurtegraad bijna 150 procent hoger zou kunnen hebben, wat resulteert in een pH-waarde die de oceanen al meer dan 20 miljoen jaar niet hebben ervaren.
de biologische effecten
oceaanverzuring zullen naar verwachting in verschillende mate van invloed zijn op oceaansoorten. Fotosynthetische algen en zeegrassen kunnen profiteren van hogere CO2-omstandigheden in de oceaan, omdat ze CO2 nodig hebben om net als planten op het land te leven. Aan de andere kant, studies hebben aangetoond dat lagere milieu calciumcarbonaat verzadiging Staten een dramatisch effect kan hebben op sommige kalkvormende soorten, met inbegrip van oesters, mosselen, zee-egels, ondiep water koralen, diepzee koralen, en kalkhoudende plankton. Tegenwoordig zijn wereldwijd meer dan een miljard mensen afhankelijk van voedsel uit de oceaan als hun primaire bron van eiwitten. Zo zijn zowel banen als voedselzekerheid in de VS en over de hele wereld afhankelijk van de vis en schaaldieren in onze oceanen.
Pteropoden
De pteropodevlinder (“zeevlinder”) is een klein zeedier ter grootte van een kleine erwt. Pteropoden worden gegeten door organismen variërend in grootte van kleine krill tot walvissen en zijn een voedselbron voor Noord-Pacifische jonge zalm. De foto ‘ s hieronder laten zien dat een pteropodeschelp meer dan 45 dagen oplost wanneer het in zeewater wordt geplaatst met pH-en carbonaatniveaus die voor het jaar 2100 worden verwacht. Foto door: David Liittschwager / National Geographic Stock. Gebruikt met toestemming. Alle rechten voorbehouden. National Geographic Beelden.
schaaldieren
De laatste jaren is het ontwikkelen van oesters in zowel aquacultuurvoorzieningen als natuurlijke ecosystemen aan de westkust vrijwel volledig mislukt. Deze falende oesters van larven lijken gecorreleerd te zijn met natuurlijk voorkomende upwelling gebeurtenissen die lage pH water onderverzadigd brengen in aragoniet, evenals andere veranderingen in de waterkwaliteit in nearshore omgevingen. Lagere pH-waarden komen natuurlijk voor aan de westkust tijdens upwelling gebeurtenissen, maar een recente waarnemingen wijzen erop dat antropogene CO2 bijdraagt aan seizoensgebonden onderverzadiging. Een lage pH kan een factor zijn in het huidige voortplantingsfalen van de oester; er is echter meer onderzoek nodig om potentiële verzuringseffecten los te koppelen van andere risicofactoren, zoals episodische zoetwatertoevoer, toename van pathogenen of lage opgeloste zuurstof. Het is voorbarig om te concluderen dat verzuring verantwoordelijk is voor het recente falen van oysters, maar verzuring is een potentiële factor in de huidige crisis voor deze industrie van $100 miljoen per jaar, wat leidt tot nieuwe samenwerkingsverbanden en versneld onderzoek naar oceaanverzuring en mogelijke biologische effecten.
foto: vers geoogste oesters uit Yaquina Bay, Oregon (Credit: NOAA)
koraal
veel mariene organismen die calciumcarbonaatschillen of-skeletten produceren, worden negatief beïnvloed door het verhogen van de CO2-niveaus en het verlagen van de pH in zeewater. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat toenemende verzuring van de oceaan het vermogen van koralen om hun skeletten te produceren aanzienlijk vermindert. In een recent artikel rapporteerden koraalbiologen dat verzuring van de oceaan de succesvolle bevruchting, de nederzetting van larven en het overleven van Elkhorn koraal, een bedreigde soort, in gevaar zou kunnen brengen. Deze onderzoeksresultaten suggereren dat oceaanverzuring het vermogen van koraalriffen om te herstellen van verstoringen ernstig kan beïnvloeden. Ander onderzoek wijst uit dat, tegen het einde van deze eeuw, koraalriffen sneller kunnen eroderen dan ze kunnen worden herbouwd. Dit zou de levensvatbaarheid op lange termijn van deze ecosystemen in gevaar kunnen brengen en misschien invloed kunnen hebben op de geschatte 1 miljoen soorten die afhankelijk zijn van de habitat van koraalriffen.
oceaanverzuring: een nieuw mondiaal probleem
oceaanverzuring is een nieuw mondiaal probleem. De afgelopen tien jaar is er in de oceaanwetenschappers veel aandacht besteed aan het bestuderen van de mogelijke effecten van oceaanverzuring. Aangezien de aanhoudende inspanningen om de verzuring van de oceaan wereldwijd te monitoren nog maar net beginnen, is het momenteel onmogelijk om precies te voorspellen hoe de verzuring van de oceaan in de hele mariene voedselketen zal doorstromen en de algehele structuur van mariene ecosystemen zal beïnvloeden. Met het tempo van de verzuring van de oceaan versnellen, wetenschappers, resource managers en beleidsmakers erkennen de dringende noodzaak om de wetenschap te versterken als een basis voor gezonde besluitvorming en actie.
zie de links hieronder voor meer informatie over oceaanverzuring en het type onderzoek waar onze groep bij betrokken is.