Ölümcül Ciddi: Turşu Okeanları və Nə Etməliyik

Okean Fondunun prezidenti Mark J. Spaldinq tərəfindən

Keçən həftə Montereydə, Kaliforniyada idim Yüksək CO3 Dünyasında Okean üzrə 2-cü Beynəlxalq Simpoziumilə eyni vaxtda olan BLUE Ocean Film Festivalı qonşu oteldə (amma bu, başqa bir hekayədir). Simpoziumda mən yüksək karbon qazının (CO2) okeanlarımızın sağlamlığına və onun daxilindəki həyata təsirlərini həll etmək üçün mövcud bilik vəziyyəti və potensial həllər haqqında öyrənmək üçün yüzlərlə digər iştirakçıya qoşuldum. Nəticələri okeanın turşulaşması adlandırırıq, çünki okeanımızın pH səviyyəsi aşağı düşür və beləliklə, daha turşudur və bildiyimiz kimi okean sistemlərinə əhəmiyyətli potensial zərər verir.

Ocean Acidification

2012-ci il Yüksək CO2 iclası 2-ci ildə Monakoda keçirilən 2008-ci görüşdən böyük bir sıçrayış idi. 500-dən çox iştirakçı və 146 ölkəni təmsil edən 37 məruzəçi mövcud məsələləri müzakirə etmək üçün toplanmışdı. Buraya sosial-iqtisadi tədqiqatların ilk əsas daxil edilməsi daxil idi. Əsas diqqət hələ də dəniz canlılarının okeanların turşulaşmasına reaksiyalarına və bunun okean sistemi üçün nə demək olduğuna baxmayaraq, hamı razılaşdı ki, təsirlər və potensial həll yolları haqqında biliklərimiz son dörd ildə xeyli inkişaf edib.

Öz növbəmdə, alim bir-birinin ardınca okeanların turşulaşması (OA) haqqında elmin tarixini, OA haqqında elmi biliklərin hazırkı vəziyyəti haqqında məlumat verərkən, ekosistem və iqtisadi nəticələrlə bağlı ilk təəssüratlarımızı verəndə heyrətlə oturdum. daha turşulu və oksigen səviyyəsi daha aşağı olan daha isti okean.

Sven Loven Dəniz Elmləri Mərkəzindən Dr. Sam Dupont – Kristineberg, İsveç dedi:

Nə bilirik?

Okeanların turşulaşması realdır
Bu, birbaşa karbon emissiyalarımızdan qaynaqlanır
Sürətlə baş verir
Təsir mütləqdir
Yoxluqlar müəyyəndir
Artıq sistemlərdə görünür
Dəyişiklik baş verəcək

İsti, turş və nəfəs darlığı eyni xəstəliyin əlamətləridir.

Xüsusilə digər xəstəliklərlə birləşdirildikdə OA böyük təhlükəyə çevrilir.

Çoxlu dəyişkənlik, eləcə də müsbət və mənfi təsirlər gözləyə bilərik.

Bəzi növlər OA altında davranışını dəyişəcək.

Biz hərəkət etmək üçün kifayət qədər bilirik

Biz böyük bir fəlakətin gəldiyini bilirik

Biz bunun qarşısını necə alacağımızı bilirik

Biz bilmədiklərimizi bilirik

Nə etməli olduğumuzu bilirik (elmdə)

Nəyə diqqət yetirəcəyimizi bilirik (həll yolları gətirmək)

Ancaq sürprizlərə hazır olmalıyıq; sistemi tamamilə pozduq.

Doktor Dupont şərhlərini iki övladının fotoşəkili ilə iki cümləlik güclü və təəccüblü bir ifadə ilə bağladı:

Mən fəal deyiləm, aliməm. Amma mən həm də məsuliyyətli atayam.

Dənizdə CO2 yığılmasının “mümkün fəlakətli bioloji nəticələrə” səbəb ola biləcəyinə dair ilk aydın bəyanat 1974-cü ildə dərc edilmişdir (Whitfield, M. 1974. Atmosferdə və dənizdə fosil CO2 yığılması. Təbiət 247:523-525.). Dörd il sonra, 1978-ci ildə, okeanda CO2 aşkarlanması ilə qalıq yanacaqların birbaşa əlaqəsi quruldu. 1974-1980-ci illər arasında çoxsaylı tədqiqatlar okeanın qələviliyində faktiki dəyişikliyi nümayiş etdirməyə başladı. Və nəhayət, 2004-cü ildə okeanların turşulaşdırılması (OA) cərgəsi bütövlükdə elmi ictimaiyyət tərəfindən qəbul edildi və yüksək CO2 simpoziumlarının birincisi keçirildi.

Növbəti yazda dəniz maliyyəçiləri Montereydəki illik yığıncaqlarında, o cümlədən Monterey Körfəzi Akvarium Tədqiqat İnstitutunda (MBARI) bəzi qabaqcıl tədqiqatları görmək üçün sahə səfəri də daxil olmaqla məlumatlandırıldılar. Qeyd etməliyəm ki, çoxumuza pH miqyasının nə demək olduğunu xatırlatmaq məcburiyyətində qaldıq, baxmayaraq ki, orta məktəb fənni siniflərində mayeləri yoxlamaq üçün hər kəs lakmus kağızından istifadə etməyi xatırlayırdı. Xoşbəxtlikdən, mütəxəssislər pH miqyasının 0-dan 14-ə qədər olduğunu, 7-nin neytral olduğunu izah etməyə hazırdılar. PH nə qədər aşağı olarsa, aşağı qələvilik və ya daha çox turşuluq deməkdir.

Bu nöqtədə aydın oldu ki, okeanın pH-sına erkən maraq müəyyən konkret nəticələr verdi. Bizim bəzi etibarlı elmi araşdırmalarımız var ki, okeanın pH-ı aşağı düşdükcə bəzi növlər inkişaf edəcək, bəziləri sağ qalacaq, bəziləri əvəzlənəcək və bir çoxları yox olacaq (gözlənilən nəticə biomüxtəlifliyin itirilməsi, lakin biokütlənin saxlanmasıdır). Bu geniş nəticə laboratoriya təcrübələrinin, çöldə ekspozisiya təcrübələrinin, təbii olaraq yüksək CO2 yerlərində müşahidələrin və tarixdəki əvvəlki OA hadisələrinin fosil qeydlərinə yönəlmiş tədqiqatların nəticəsidir.

Keçmiş Okean Asidləşmə Hadisələrindən Bildiklərimiz

Sənaye inqilabından sonra 200 bir neçə il ərzində okeanların kimyası və okean səthinin temperaturunda dəyişiklikləri görə bilsək də, nəzarət müqayisəsi üçün (lakin çox da geriyə deyil) daha da geriyə getməliyik. Beləliklə, Kembriyə qədərki dövr (Yerin geoloji tarixinin ilk 7/8-i) yeganə yaxşı geoloji analoq kimi müəyyən edilmişdir (əgər oxşar növlərdən başqa heç bir səbəb yoxdursa) və daha aşağı pH ilə bəzi dövrləri əhatə edir. Bu əvvəlki dövrlər daha aşağı pH, aşağı oksigen səviyyələri və daha isti dəniz səthi temperaturu ilə oxşar yüksək CO2 dünyası yaşadı.

Bununla belə, tarixi qeyddə bizimlə bərabər heç nə yoxdur cari dəyişiklik dərəcəsi pH və ya temperatur.

Son dramatik okean turşulaşması hadisəsi PETM və ya 55 milyon il əvvəl baş vermiş və bizim ən yaxşı müqayisəmiz olan Paleosen-Eosen Termal Maksimum kimi tanınır. Sürətlə baş verdi (təxminən 2,000 ildən çox) 50,000 il davam etdi. Bunun üçün bizim güclü məlumatlarımız/sübutlarımız var və buna görə də elm adamları ondan kütləvi karbon buraxılması üçün ən yaxşı analoq kimi istifadə edirlər.

Ancaq mükəmməl bir analoq deyil. Bu buraxılışları petaqramlarda ölçürük. PgC karbonun petaqramlarıdır: 1 petaqram = 1015 qram = 1 milyard metrik ton. PETM, bir neçə min il ərzində 3,000 PgC-nin buraxıldığı bir dövrü təmsil edir. Önəmli olan son 270 ildəki dəyişiklik sürətidir (sənaye inqilabı), çünki biz planetimizin atmosferinə 5,000 PgC karbon vurmuşuq. Bu o deməkdir ki, istehsal o zaman sənaye inqilabı ilə müqayisədə 1 PgC y-1 olmuşdur ki, bu da 9 PgC y-1 olmuşdur. Yaxud, əgər siz sadəcə mənim kimi beynəlxalq hüquqşünassınızsa, bu, üç əsrdən az bir müddətdə gördüyümüz işin açıq reallığına çevrilir. 10 dəfə pisdir PETM-də okeanda sönmə hadisələrinə səbəb olandan daha çox.

PETM okeanının turşulaşması hadisəsi bəzi sönmələr də daxil olmaqla qlobal okean sistemlərində böyük dəyişikliklərə səbəb oldu. Maraqlıdır ki, elm göstərir ki, ümumi biokütlə dinoflagellat çiçəkləri və digər növlərin itkisini kompensasiya edən oxşar hadisələrlə bərabər qaldı. Ümumilikdə geoloji qeydlər geniş spektrli nəticələri göstərir: çiçəklənmələr, sönmələr, dövriyyələr, kalsifikasiya dəyişiklikləri və cırtdanlıq. Beləliklə, OA, dəyişmə sürəti cari karbon emissiyamız sürətimizdən çox yavaş olduqda belə əhəmiyyətli biotik reaksiyaya səbəb olur. Ancaq daha yavaş olduğu üçün "gələcək əksər müasir orqanizmlərin təkamül tarixində kəşf edilməmiş bir ərazidir".

Beləliklə, bu antropogen OA hadisəsi təsir baxımından PETM-i asanlıqla üstələyəcək. VƏ, biz sistemi çox narahat etdiyimiz üçün dəyişikliklərin necə baş verdiyini görəcəyimizi gözləməliyik. Tərcümə: Təəccüblənməyi gözləyin.

Ekosistem və Növlərə Cavab

Okeanın turşulaşması və temperaturun dəyişməsi hər ikisində bir sürücü olaraq karbon dioksid (CO2) var. Və qarşılıqlı əlaqə qura bilsələr də, paralel olaraq işləmirlər. pH-da dəyişikliklər daha xətti, daha kiçik sapmalarla və müxtəlif coğrafi məkanlarda daha homojendir. Temperatur daha çox dəyişkəndir, geniş sapmalarla və məkan baxımından əhəmiyyətli dərəcədə dəyişkəndir.

Temperatur okeanda dəyişikliklərin dominant sürücüsüdür. Beləliklə, dəyişikliyin növlərin uyğunlaşa biləcəkləri dərəcədə paylanmasının dəyişməsinə səbəb olması təəccüblü deyil. Və yadda saxlamalıyıq ki, bütün növlərin uyğunlaşma qabiliyyətinə məhdudiyyətləri var. Əlbəttə ki, bəzi növlər digərlərinə nisbətən daha həssas qalırlar, çünki onlar inkişaf etdikləri temperaturun daha dar sərhədlərinə malikdirlər. Və digər stress amilləri kimi, həddindən artıq temperatur yüksək CO2 təsirlərinə qarşı həssaslığı artırır.

Yol belə görünür:

CO2 emissiyaları → OA → biofiziki təsir → ekosistem xidmətlərinin itirilməsi (məsələn, rif ölür və artıq fırtına dalğalarını dayandırmır) → sosial-iqtisadi təsir (fırtına dalğası şəhər estakadasını çıxardıqda)

Eyni zamanda qeyd edək ki, əhalinin artımı və gəlirin (sərvətin) artması ilə ekosistem xidmətlərinə tələbat artır.

Təsirlərə baxmaq üçün elm adamları risklərin mövcud olduğu status-kvonun saxlanması ilə müqayisədə müxtəlif yumşaldıcı ssenariləri (fərqli pH dəyişikliyi dərəcələri) araşdırdılar:

Müxtəlifliyin sadələşdirilməsi (40%-ə qədər) və bununla da ekosistemin keyfiyyətinin azalması
Bolluğa az və ya heç bir təsiri yoxdur
Müxtəlif növlərin orta ölçüsü 50% azalır
OA kalsifikatorların (strukturu kalsium əsaslı materialdan əmələ gələn orqanizmlər) dominantlıqdan uzaqlaşmasına səbəb olur:

Yaşamaq üçün müəyyən bir pH-da sudan tamamilə asılı olan mərcanların sağ qalması üçün heç bir ümid yoxdur (və soyuq su mərcanları üçün daha isti temperatur problemi daha da gücləndirəcək);
Qastropodlar (nazik qabıqlı dəniz ilbizləri) mollyuskaların ən həssasıdır;
Müxtəlif növ mollyuskalar, xərçəngkimilər və exinodermlər də daxil olmaqla, ekzoskelet daşıyan su onurğasızlarına böyük təsir göstərir.
Bu növlər kateqoriyasında artropodlar (məsələn, krevetlər) o qədər də pis deyillər, lakin onların tənəzzülünün açıq siqnalı var.

Digər onurğasızlar daha sürətli uyğunlaşır (meduza və ya qurdlar kimi)
Balıq, o qədər də çox deyil və balıqların da miqrasiya üçün yeri olmaya bilər (məsələn, SE Avstraliyada)
CO2 istehlakı ilə inkişaf edə bilən dəniz bitkiləri üçün bəzi uğurlar
Bəzi təkamül nisbətən qısa zaman miqyasında baş verə bilər ki, bu da ümid demək ola bilər
Daha az həssas növlər və ya növlər daxilindəki populyasiyalar tərəfindən pH tolerantlığı üçün daimi genetik variasiyadan təkamüllə xilasetmə (biz bunu seleksiya təcrübələrindən və ya yeni mutasiyalardan (nadir olan) görə bilərik)

Beləliklə, əsas sual qalır: OA hansı növlərə təsir edəcək? Cavab haqqında yaxşı təsəvvürümüz var: ikiqapalılar, xərçəngkimilər, kalsifikatorların yırtıcıları və ümumiyyətlə üst yırtıcılar. Təchizatçılar və xidmətlər şəbəkəsindəki digərləri nəzərə alınmaqla, təkcə qabıqlı balıqlar, dəniz məhsulları və dalış turizmi sənayeləri üçün maliyyə nəticələrinin nə qədər ağır olacağını təsəvvür etmək çətin deyil. Və problemin nəhəngliyi qarşısında həll yollarına diqqət yetirmək çətin ola bilər.

Cavabımız Nə Olmalıdır

Artan CO2 (xəstəliyin) kök səbəbidir [amma siqaret kimi, siqaret çəkənin tərgitməsi çox çətindir]

Biz simptomları müalicə etməliyik [yüksək qan təzyiqi, amfizem]
Digər stress amillərini azaltmalıyıq [içki və həddindən artıq yeməkdən çəkinin]

Okeanların turşulaşma mənbələrinin azaldılması həm qlobal, həm də yerli miqyasda davamlı mənbələrin azaldılması səylərini tələb edir. Qlobal karbon qazı emissiyaları dünya okeanı miqyasında okeanların turşulaşmasının ən böyük sürücüsüdür, ona görə də biz onları azaltmalıyıq. Nöqtəli mənbələrdən, qeyri-nöqtəli mənbələrdən və təbii mənbələrdən azot və karbonun yerli əlavələri pH azalmalarını daha da sürətləndirən şərait yaradaraq okeanın turşulaşmasının təsirlərini gücləndirə bilər. Yerli hava çirkliliyinin (xüsusilə karbon dioksid, azot və kükürd oksidi) çökməsi də pH və turşulaşmanın azalmasına kömək edə bilər. Yerli fəaliyyət turşulaşma sürətini yavaşlatmağa kömək edə bilər. Beləliklə, turşulaşmaya kömək edən əsas antropogen və təbii prosesləri kəmiyyətcə hesablamalıyıq.

Aşağıdakılar okeanın turşulaşmasının həlli üçün prioritet, yaxın müddətli tədbirlərdir.

1. Okeanlarımızın turşuluğunu azaltmaq və geri qaytarmaq üçün qlobal karbon qazı emissiyalarını sürətlə və əhəmiyyətli dərəcədə azaldın.
2. Kiçik və böyük ərazilərdəki kanalizasiya sistemlərindən, bələdiyyə tullantı su obyektlərindən və kənd təsərrüfatından dəniz sularına daxil olan qida maddələrinin atqılarını məhdudlaşdırın, beləliklə, uyğunlaşma və sağ qalmağı dəstəkləmək üçün okean həyatındakı stress amillərini məhdudlaşdırın.
3. Effektiv təmiz su monitorinqi və ən yaxşı idarəetmə təcrübələrini həyata keçirin, həmçinin mövcud suyun keyfiyyət standartlarına yenidən baxın və/yaxud onları okeanların turşulaşmasına uyğunlaşdırmaq üçün yeni qəbul edin.
4. Qabıqlı balıqlarda və digər həssas dəniz növlərində okean turşusuna dözümlülük üçün selektiv yetişdirmənin araşdırılması.
5. Okeanın turşulaşmasından potensial sığınacaqlarda olan dəniz sularını və növlərini müəyyən edin, monitorinq edin və idarə edin ki, onlar paralel gərginliyə dözə bilsinlər.
6. Alimlər, menecerlər və qabıqlı balıq yetişdiriciləri arasında əməkdaşlığı təşviq edərək, su kimyası dəyişənləri ilə qabıqlı balıqların istehsalı və inkubasiya müəssisələrində və təbii mühitdə sağ qalması arasındakı əlaqəni anlayın. Və monitorinq həssas yaşayış mühitini və ya qabıqlı balıq sənayesi əməliyyatlarını təhdid edən aşağı pH suda sıçrayışı göstərdikdə fövqəladə xəbərdarlıq və cavab qabiliyyətini qurun.
7. Dəniz sularında həll olunmuş karbonu qəbul edəcək və fiksasiya edəcək dəniz otu, manqrov, bataqlıq otu və s.
8. Okeanların turşulaşması problemi və onun dəniz ekosistemləri, iqtisadiyyatı və mədəniyyətləri üçün nəticələri haqqında ictimaiyyəti maarifləndirin

Yaxşı xəbər budur ki, bütün bu cəbhələrdə irəliləyiş əldə edilir. Qlobal miqyasda on minlərlə insan beynəlxalq, milli və yerli səviyyədə istixana qazı emissiyalarını (CO2 daxil olmaqla) azaltmaq üçün çalışır (Maddə 1). Və ABŞ-da 8-ci maddə Ocean Conservancy-dəki dostlarımız tərəfindən koordinasiya edilən QHT koalisiyasının əsas diqqət mərkəzindədir. 7-ci maddə üçün TOF hostları zədələnmiş dəniz otu çəmənliklərini bərpa etmək üçün öz səylərimizi. Lakin, 2-7-ci bəndlər üçün maraqlı bir inkişafda biz OA ilə bağlı qanunvericilik hazırlamaq, paylaşmaq və təqdim etmək üçün dörd sahilyanı ştatda əsas dövlət qərar qəbulediciləri ilə işləyirik. Vaşinqton və Oreqon ştatlarının sahil sularında okeanların turşulaşmasının qabıqlı balıqlara və digər dəniz həyatına mövcud təsiri bir sıra yollarla hərəkətə səbəb olub.

Konfransda çıxış edənlərin hamısı açıq şəkildə bildirdilər ki, daha çox məlumata ehtiyac var - xüsusən də pH-nın harada sürətlə dəyişdiyi, hansı növlərin inkişaf edə, sağ qala və ya uyğunlaşa biləcəyi, yerli və regional strategiyalar işləyir. Eyni zamanda, götürmə dərsi ondan ibarət idi ki, okeanların turşulaşması haqqında bilmək istədiyimiz hər şeyi bilməsək də, onun təsirlərini yumşaltmaq üçün addımlar ata bilərik və atmalıyıq. Həll yollarını dəstəkləmək üçün donorlarımız, məsləhətçilərimiz və TOF icmasının digər üzvləri ilə işləməyə davam edəcəyik.