Hva er Havforsuring?
siden begynnelsen av Den Industrielle Revolusjonen, da mennesker begynte å brenne kull i store mengder, har verdens havvann gradvis blitt surere. Som global oppvarming er dette fenomenet, som er kjent som havsyring, en direkte konsekvens av økende nivåer av karbondioksid (CO2) I Jordens atmosfære.
før industrialisering var konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren 280 deler per million (ppm). Med økt bruk av fossile brensler nærmer dette tallet nå 400 ppm, og vekstraten akselererer. Forskere beregner at havet for tiden absorberer omtrent en fjerdedel av karbondioksidet som mennesker sender ut. Når karbondioksid kombineres med sjøvann, oppstår kjemiske reaksjoner som reduserer sjøvannets pH, derav begrepet havforsuring.For Tiden finnes omtrent halvparten av menneskeskapt karbondioksid i havet i de øvre 400 meter (1200 fot) av vannsøylen, mens den andre halvdelen har trengt inn i den nedre termoklinen og dyphavet. Tetthet – og vinddrevet sirkulasjon bidrar til å blande overflaten og dypvannet i noen høye breddegrader og kystregioner, men for mye av det åpne hav forventes dype pH-endringer å forsinke overflatens pH-endringer med noen få århundrer.havforsuring og global oppvarming er forskjellige problemer, men er nært knyttet sammen fordi de deler samme grunnårsak—menneskelige utslipp av karbondioksid. Den atmosfæriske konsentrasjonen av karbondioksid er nå høyere enn den har vært de siste 800.000 årene og muligens høyere enn noen gang i de siste 20 millioner årene. Mennesker har hittil hatt nytte av havets kapasitet til å holde enorme mengder karbon, inkludert en stor del av dette overskytende karbondioksidet. Hadde ikke havet absorbert så store mengder karbondioksid, ville den atmosfæriske konsentrasjonen bli enda høyere, og de miljømessige konsekvensene av global oppvarming (havnivå stiger ,skiftende værmønstre, mer ekstreme værforhold, etc.) og deres tilhørende sosioøkonomiske virkninger vil trolig bli enda mer uttalt. Havene kan imidlertid ikke fortsette å absorbere karbondioksid i dagens hastighet uten å gjennomgå betydelige endringer i kjemi, biologi og økosystemstruktur.
Måling av havforsuring: Tidligere og nåværende
Forskere vet at havene absorberer karbondioksid og deretter blir surere fra målinger gjort på sjøvann samlet under forskningscruise, som gir bred romlig dekning over en kort tidsperiode, og fra automatiserte havkarbonmålinger på stasjonære fortøyninger, som gir langsiktige høyoppløselige data fra et enkelt sted.
disse postene kan forlenges tilbake i tid ved hjelp av det som kalles kjemiske proxyer for å gi en indirekte måling av sjøvannskarbonatkjemi. En proxy er en måling fra et naturlig arkiv (iskjerner, koraller, årringer, marine sedimenter, etc.) som brukes til å utlede tidligere miljøforhold. For eksempel, ved å analysere den kjemiske sammensetningen av små fossile skall som finnes i dype havsedimenter, har forskere utviklet havets pH-poster fra oldtiden da det ikke var noen pH-meter. Videre, fordi havoverflatevannet er i omtrentlig kjemisk balanse, eller likevekt, med atmosfæren over den, kan en oversikt over historisk havets pH utledes fra atmosfæriske karbondioksidregistre avledet fra Grønland og Antarktis iskjerner, som inneholder luftbobler fra den gamle atmosfæren. Slike bevis indikerer at dagens atmosfæriske karbondioksidkonsentrasjoner og havets pH-nivåer er enestående i minst de siste 800.000 årene.Går tilbake dypere I Jordens historie til Paleocen – eocen-grensen for 55 millioner år siden, har forskere funnet geokjemiske bevis på en massiv utslipp av karbondioksid ledsaget av betydelig oppvarming og oppløsning av grunne karbonatsedimenter i havet. Selv om det er noe analogt med det vi observerer i dag, skjedde denne utslipp av karbondioksid over flere tusen år, mye langsommere enn det vi er vitne til i dag, og gir dermed tid for havene delvis å buffere endringen. I den geologiske posten, i perioder med raske miljøendringer, arter har akklimatisert, tilpasset eller gått utdødd. Koraller har gjennomgått store utryddelseshendelser i fortiden (Slik Den Permiske utryddelsen for 250 millioner år siden), og nye korallarter utviklet seg for å ta plass, men det tok millioner av år å gjenopprette tidligere nivåer av biologisk mangfold.
hvordan påvirker havsyring havkjemi?
Sjøvann har en pH på 8,2 i gjennomsnitt fordi det inneholder naturlig forekommende alkaliske ioner som hovedsakelig kommer fra forvitring av kontinentale bergarter. Når sjøvann absorberer karbondioksid fra atmosfæren, produseres karbonsyre (Se Boks 1), noe som reduserer vannets pH. siden industrialiseringens begynnelse har gjennomsnittlig overflatehav pH redusert til ca. 8,1.Fordi pH-skalaen er logaritmisk (en endring på 1 ph-enhet representerer en ti ganger endring i surhet), representerer denne endringen en 26 prosent økning i surhet over omtrent 250 år, en hastighet som er 100 ganger raskere enn noe havet og dets innbyggere har opplevd i titalls millioner år.Forsuring kan påvirke mange marine organismer, men spesielt de som bygger skjell og skjeletter fra kalsiumkarbonat, som koraller, østers, muslinger, blåskjell, snegler og fytoplankton og dyreplankton, de små plantene og dyrene som danner grunnlaget for den marine matbanen.
Disse «marine forkalkningsmidler» står overfor to potensielle trusler forbundet med havsyring: 1) deres skall og skjeletter kan løses lettere når havets pH reduseres og sjøvann blir mer korroderende; og 2) NÅR CO2 oppløses i sjøvann, endres vannkjemien slik at færre karbonationer, de primære byggesteinene for skall og skjeletter, er tilgjengelige for opptak av marine organismer. Marine organismer som bygger skjell eller skjeletter vanligvis gjøre det gjennom en intern kjemisk prosess som konverterer bikarbonat til karbonat for å danne kalsiumkarbonat.Nøyaktig hvordan havforsuring forsinker forkalkning, eller skalldannelse, er ennå ikke fullt ut forstått, men flere mekanismer blir studert. De fleste hypoteser fokuserer på den ekstra energien en organisme må bruke for å bygge og vedlikeholde kalsiumkarbonatskjell og skjeletter i et stadig mer korrosivt miljø. I lys av denne ekstra energiforbruket, eksponering for ekstra miljøstressorer (økende havtemperaturer, redusert oksygentilgjengelighet, sykdom, tap av habitat, etc.) vil trolig sammensatte problemet . disse effektene er allerede dokumentert i mange marine organismer, spesielt i tropiske og dyphavskoraler, som viser langsommere forkalkning under mer sure forhold. Virkningen på koraller er av stor bekymring fordi de produserer massive kalsiumkarbonatstrukturer kalt rev som gir habitat for mange marine dyr, inkludert kommersielt viktige fisk – og skalldyrarter som bruker revene som barnehage. Korallrev er avgjørende for mennesker som kilder til mat og medisin, beskyttelse mot stormer og fokus for øko-turisme. I tillegg til koraller har studier vist at forsuring svekker evnen til noen kalsifiserende plankton, små flytende planter og dyr ved foten av matbanen, for å bygge og vedlikeholde skallene sine. Forskere har også observert økt larve dødelighet av flere kommersielt viktige fisk og skalldyr.
Hva kan vi forvente i fremtiden?
havforsuring skjer med en hastighet 30 til 100 ganger raskere enn noen gang i løpet av de siste millioner årene drevet av den raske veksten atmosfærisk CO2 som er nesten uten sidestykke over geologisk historie. Ifølge Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) spår økonomiske og befolkningsscenarier at atmosfæriske CO2-nivåer kan nå 500 ppm innen 2050 og 800 ppm eller mer innen slutten av århundret. Dette vil ikke bare føre til betydelige temperaturøkninger i atmosfæren og havet, men vil ytterligere surgjøre havvann, redusere pH en estimert 0.3 til 0.4 enheter av 2100, en 150 prosent økning i surhet over preindustrial ganger. Forutsatt EN» business-as-usual » IPCC CO2 utslipp scenario, prediktive modeller av havet biogeokjemi prosjekt som overflatevann I Arktis og Sørlige Havene vil bli undermettet med aragonitt (en mer løselig form av kalsiumkarbonat) i løpet av få tiår, noe som betyr at disse farvannene vil bli svært etsende for skjell og skjeletter av aragonitt-produserende marine kalsifisere som planktonic marine snegler kjent som pteropods.Selv om havforsuring først nylig har oppstått som et vitenskapelig problem, har det raskt reist alvorlige bekymringer om kortsiktige virkninger på marine organismer og havets langsiktige helse. Forskere anslår at i løpet av de neste tusen årene vil 90 prosent av menneskeskapte CO2-utslipp bli absorbert av havet. Dette kan potensielt påvirke biologiske og geokjemiske prosesser som fotosyntese og næringssykling som er avgjørende for marine økosystemer som det menneskelige samfunn og mange naturlige systemer er avhengige av. Samtidig vil marine organismer møte den enorme utfordringen med å tilpasse seg havsyring, oppvarming av vann og fallende oksygenkonsentrasjoner under overflaten.