Vad är försurning av havet?

Pteropod Limacina Helicina. Med tillstånd av Russ Hopcroft, UAF.

Pteropod

Kemin

när koldioxid (CO2) absorberas av havsvatten uppstår kemiska reaktioner som minskar havsvattnets pH, karbonatjonkoncentration och mättnadstillstånd av biologiskt viktiga kalciumkarbonatmineraler. Dessa kemiska reaktioner kallas” försurning av havet ”eller” OA ” för kort. Kalciumkarbonatmineraler är byggstenarna för skelett och skal av många marina organismer. I områden där det mesta livet nu samlas i havet är havsvattnet övermättat med avseende på kalciumkarbonatmineraler. Detta innebär att det finns rikliga byggstenar för att förkalka organismer för att bygga sina skelett och skal. Fortsatt försurning av havet orsakar dock att många delar av havet blir undermättade med dessa mineraler, vilket sannolikt kommer att påverka vissa organismers förmåga att producera och underhålla sina skal.

sedan början av den industriella revolutionen har pH-värdet i ytvattenvatten sjunkit med 0,1 pH-enheter. Eftersom pH-skalan, som Richter-skalan, är logaritmisk, representerar denna förändring ungefär en 30-procentig ökning av surheten (se vår pH primer-webbsida för mer information). Framtida förutsägelser indikerar att Haven kommer att fortsätta att absorbera koldioxid, vilket ytterligare ökar havets surhet. Uppskattningar av framtida koldioxidnivåer, baserade på business as usual emissionsscenarier, indikerar att i slutet av detta århundrade kan ytvattnet i havet ha surhetsnivåer nästan 150 procent högre, vilket resulterar i ett pH som oceanerna inte har upplevt i mer än 20 miljoner år.

de biologiska effekterna

försurning av havet förväntas påverka havsarterna i varierande grad. Fotosyntetiska alger och sjögräs kan dra nytta av högre CO2-förhållanden i havet, eftersom de kräver CO2 för att leva precis som växter på land. Å andra sidan har studier visat att lägre miljökalciumkarbonatmättnadstillstånd kan ha en dramatisk effekt på vissa förkalkande arter, inklusive ostron, musslor, havsborrar, grunda vattenkoraller, djuphavskoraller och kalkhaltig plankton. Idag är mer än en miljard människor världen över beroende av mat från havet som sin primära proteinkälla. Således är både jobb och livsmedelssäkerhet i USA och runt om i världen beroende av fisk och skaldjur i våra hav.

Pteropoder

pteropoden, eller ”havsfjärilen”, är en liten havsdjur om storleken på en liten ärt. Pteropoder äts av organismer som sträcker sig i storlek från små krill till valar och är en matkälla för Norra Stillahavsområdet juvenil lax. Bilderna nedan visar att en pteropods skal löser sig över 45 dagar när den placeras i havsvatten med pH-och karbonatnivåer beräknade för år 2100. Bildkälla: David Liittschwager / National Geographic Stock. Används med tillstånd. Alla rättigheter förbehållna. National Geographic Bilder.

skaldjur

under de senaste åren har det varit nära totala misslyckanden med att utveckla ostron i både vattenbruksanläggningar och naturliga ekosystem på västkusten. Dessa larv ostron misslyckanden verkar vara korrelerade med naturligt förekommande uppvällningshändelser som ger lågt pH vatten underomättade i aragonit liksom andra vattenkvalitetsförändringar till nearshore miljöer. Lägre pH-värden förekommer naturligt på västkusten under uppvällningshändelser, men en ny observation tyder på att antropogen CO2 bidrar till säsongsundermättnad. Lågt pH kan vara en faktor i den nuvarande ostron reproduktiva misslyckande; dock, mer forskning behövs för att urskilja potentiella försurningseffekter från andra riskfaktorer, såsom episodisk sötvatten inflöde, patogen ökar, eller lågt upplöst syre. Det är för tidigt att dra slutsatsen att försurning är ansvarig för de senaste ostronfel, men försurning är en potentiell faktor i den nuvarande krisen till denna $100 miljoner per år industrin, vilket leder till nya samarbeten och accelererad forskning om försurning av havet och potentiella biologiska effekter.

foto: nyskördade ostron från Yaquina Bay, Oregon (kredit: NOAA)

Coral

många marina organismer som producerar kalciumkarbonatskal eller skelett påverkas negativt av ökande CO2-nivåer och minskande pH i havsvatten. Till exempel har ökad försurning av havet visat sig avsevärt minska förmågan hos revbyggande koraller att producera sina skelett. I ett nyligen publicerat papper rapporterade korallbiologer att försurning av havet kunde äventyra den framgångsrika befruktningen, larvuppgörelsen och överlevnaden av Elkhorn coral, en hotad art. Dessa forskningsresultat tyder på att försurning av havet allvarligt kan påverka korallrevets förmåga att återhämta sig från störningar. Annan forskning tyder på att korallrev i slutet av detta århundrade kan erodera snabbare än de kan byggas om. Detta kan äventyra dessa ekosystems långsiktiga livskraft och kanske påverka de uppskattade en miljon arter som är beroende av korallrevets livsmiljö.

Havsyring: ett framväxande globalt Problem

Havsyring är ett framväxande globalt problem. Under det senaste decenniet har det varit mycket fokus i havsvetenskapssamhället på att studera de potentiella effekterna av försurning av havet. Eftersom fortsatta ansträngningar för att övervaka försurningen över hela världen bara börjar, är det för närvarande omöjligt att förutsäga exakt hur försurningseffekterna av havet kommer att kaskadera i hela den marina livsmedelskedjan och påverka den övergripande strukturen i marina ekosystem. Med takten i försurningen av havet accelererar, forskare, resursförvaltare och beslutsfattare inser det akuta behovet av att stärka vetenskapen som en grund för sund beslutsfattande och åtgärder.

se länkarna nedan för att lära dig mer om havsförsurning och vilken typ av forskning vår grupp är involverad i.