Deadly Serious: Oceani acidi è ciò chì duvemu fà

da Mark J. Spalding, President of The Ocean Foundation

A settimana passata era in Monterey, California per u 3e Simposiu Internaziunale nantu à l'Oceanu in un mondu altu CO2, chì era simultanea à u BLUE Ocean Film Festival à l'albergu accantu (ma hè tutta una altra storia per cuntà). À u simposiu, aghju unitu à centinaie d'altri assistenti per amparà u statu attuale di a cunniscenza è e soluzioni potenziali per affruntà l'effetti di l'elevatu diossidu di carbonu (CO2) nantu à a salute di i nostri oceani è a vita interna. Chjamemu e cunsequenze di l'acidificazione di l'oceanu perchè u pH di u nostru oceanu hè diventatu più bassu è cusì più acidu, cù un dannu potenziale significativu à i sistemi di l'oceanu cum'è i cunniscimu.

Acidificazione oceanica

A riunione di 2012 High CO2 hè stata un saltu enormu da a 2a riunione in Monaco in 2008. Più di 500 assistenti è 146 parlanti, chì rapprisentanu 37 nazioni, sò stati riuniti per discutiri i prublemi in manu. Hè inclusa una prima grande inclusione di studii socio-ecunomichi. E, mentri l'enfasi primaria era sempre nantu à e risposte di l'organisimu di a vita marina à l'acidificazione di l'oceanu è ciò chì significa per u sistema di l'oceanu, tutti eranu d'accordu chì a nostra cunniscenza annantu à l'effetti è e soluzioni potenziali hà avanzatu assai in l'ultimi quattru anni.

Per a mo parte, aghju assittatu stupitu cum'è un scientist dopu l'altru hà datu una storia di a scienza intornu à l'acidificazione di l'oceanu (OA), infurmazione nantu à u statu attuale di a cunniscenza scientifica nantu à l'OA, è i nostri primi indizi di specificità nantu à l'ecosistema è e cunsequenze ecunomiche. di un oceanu più caldu chì hè più acidicu è hà livelli di ossigenu più bassu.

Cum'è u duttore Sam Dupont di u Sven Lovén Center for Marine Sciences - Kristineberg, Svezia hà dettu:

Chì sapemu?

L'acidificazione di l'oceanu hè vera
Hè vinutu direttamente da e nostre emissioni di carbonu
Si passa prestu
L'impattu hè sicuru
L'estinzioni sò certe
Hè digià visibile in i sistemi
U cambiamentu accadrà

Caldi, aspri è senza fiatu sò tutti sintomi di a stessa malatia.

In particulare quandu cumminatu cù altre malatie, l'OA diventa una minaccia maiò.

Pudemu aspittà assai variabilità, è ancu effetti pusitivi è negativi.

Alcune spezie alteranu u cumpurtamentu sottu OA.

Sapemu abbastanza per agisce

Sapemu un avvenimentu catastròficu maiò chì vene

Sapemu cumu impediscenu

Sapemu ciò chì ùn sapemu micca

Sapemu ciò chì avemu bisognu di fà (in scienza)

Sapemu ciò chì ci concentreremu (portà suluzioni)

Ma, duvemu esse preparatu per sorprese; avemu cusì cumpletamente perturbatu u sistema.

U duttore Dupont hà chjusu i so cumenti cù una foto di i so dui figlioli cù una dichjarazione di dui frasi putenti è impressiunanti:

Ùn sò micca un attivista, sò un scientist. Ma, sò ancu un babbu rispunsevule.

A prima dichjarazione chjara chì l'accumulazione di CO2 in u mare puderia avè "consequenze biologiche catastròfiche pussibuli" hè stata publicata in 1974 (Whitfield, M. 1974. Accumulazione di CO2 fossili in l'atmosfera è in u mare. Natura 247: 523-525.). Quattru anni dopu, in u 1978, hè statu stabilitu u ligame direttu di i carburanti fossili à a rilevazione di CO2 in l'oceanu. Trà 1974 è 1980, numerosi studii cuminciaru à dimustrà u cambiamentu propiu in l'alcalinità di l'oceanu. È, finarmenti, in u 2004, u spettru di l'acidificazione di l'oceanu (OA) hè statu accettatu da a cumunità scientifica in generale, è i primi simposi di CO2 elevati sò stati.

A primavera dopu, i finanziatori marini sò stati infurmati in a so riunione annuale in Monterey, cumprese un viaghju di campu per vede una ricerca di punta à l'Istitutu di Ricerca di l'Aquarium di Monterey Bay (MBARI). Deve nutà chì a maiò parte di noi duvemu esse ricurdati di ciò chì significa a scala di pH, ancu s'è tutti paria di ricurdà l'usu di a carta tornasole per pruvà i liquidi in l'aula di scienza di a scola media. Fortunatamente, l'esperti eranu disposti à spiegà chì a scala di pH hè da 0 à 14, cù 7 neutrali. U più bassu u pH, significa una alkalinità più bassa, o più acidità.

À questu puntu, hè diventatu chjaru chì l'interessu iniziale in u pH di l'oceanu hà pruduttu alcuni risultati concreti. Avemu qualchi studii scientifichi credibili, chì ci dicenu chì, cum'è u pH di l'oceanu cascate, alcune spezie prosperanu, alcune sopravvivenu, alcune sò rimpiazzate, è parechji si sparghjenu (u risultatu previstu hè a perdita di a biodiversità, ma un mantenimentu di a biomassa). Questa cunclusione larga hè u risultatu di esperimenti di laboratoriu, esperimenti di esposizione di campu, osservazioni in lochi naturali di CO2 elevati, è studii focalizzati nantu à i registri fossili di l'avvenimenti OA precedenti in a storia.

Ciò chì sapemu da l'eventi passati di acidificazione di l'oceanu

Mentre pudemu vede cambiamenti in a chimica di l'oceanu è a temperatura di a superficia di l'oceanu nantu à i 200 anni da a rivoluzione industriale, avemu bisognu di retrocede più in u tempu per un paraguni di cuntrollu (ma micca troppu luntanu). Allora u periodu Precambrianu (i primi 7/8 di a storia geologica di a Terra) hè statu identificatu cum'è l'unicu analogu geologicu bonu (s'ellu ùn hè micca altru mutivu chè spezie simili) è includenu certi periodi cù pH più bassu. Questi periodi precedenti anu sperimentatu un mondu simili di CO2 elevatu cù un pH più bassu, livelli di ossigenu più bassu è temperature di a superficia di u mare più calde.

Tuttavia, ùn ci hè nunda in u record storicu chì uguali a nostra ritmu attuale di cambiamentu di pH o temperatura.

L'ultimu avvenimentu drammaticu di l'acidificazione di l'oceanu hè cunnisciutu cum'è PETM, o Maximum Termale Paleocene-Eocene, chì hè accadutu 55 milioni d'anni fà è hè u nostru megliu paraguni. Hè accadutu rapidamente (più di circa 2,000 50,000 anni) durò XNUMX XNUMX anni. Avemu forti dati / evidenza per questu - è cusì i scientisti l'utilizanu cum'è u nostru megliu analogu dispunibule per una liberazione massiva di carbone.

Tuttavia, ùn hè micca un analogu perfettu. Misuremu queste liberazioni in petagrammi. PgC sò Petagrammi di carbone: 1 petagramu = 1015 grammi = 1 miliardi di tunnellati metrici. U PETM rapprisenta un periodu quandu 3,000 PgC sò stati liberati annantu à uni pochi milla anni. Ciò chì importa hè u ritmu di cambiamentu in l'ultimi 270 anni (a rivoluzione industriale), postu chì avemu pompatu 5,000 1 PgC di carbone in l'atmosfera di u nostru pianeta. Questu significa chì a liberazione era allora 1 PgC y-9 cumparatu cù a rivoluzione industriale, chì hè 1 PgC y-XNUMX. O, sè vo site solu un tippu di dirittu internaziunale cum'è mè, questu si traduce in a cruda realità chì ciò chì avemu fattu in pocu menu di trè seculi hè 10 volte peghju chè ciò chì hà causatu l'eventi di estinzione in l'oceanu in PETM.

L'eventu di l'acidificazione di l'oceanu PETM hà causatu grandi cambiamenti in i sistemi di l'oceani glubale, cumprese alcune estinzioni. Curiosamente, a scienza indica chì a biomassa tutale hè stata quasi uniforme, cù fiori di dinoflagelati è avvenimenti simili chì compensanu a perdita di altre spezie. In tuttu, u registru geologicu mostra una larga gamma di cunsequenze: fioritura, estinzioni, turnovers, cambiamenti di calcificazione è nanismo. Cusì, l'OA provoca una reazione biotica significativa ancu quandu u ritmu di cambiamentu hè assai più lento di u nostru ritmu attuale di emissioni di carbonu. Ma, perchè era assai più lento, "u futuru hè un territoriu inexploratu in a storia evolutiva di a maiò parte di l'organisimi muderni".

Cusì, questu avvenimentu OA antropogenicu hà facilmente u PETM in l'impattu. È, duvemu aspittà di vede cambiamenti in quantu u cambiamentu accade perchè avemu cusì disturbatu u sistema. Traduzione: Aspettatevi di esse surprised.

Risposta di l'ecosistema è e spezie

L'acidificazione di l'oceanu è u cambiamentu di temperatura anu u diossidu di carbonu (CO2) cum'è un mutore. È, mentre ch'elli ponu interazzione, ùn sò micca currendu in parallelu. I cambiamenti in u pH sò più lineari, cù deviazioni più chjuche, è sò più homogeni in spazii geugrafichi diffirenti. A temperatura hè assai più variabile, cù grandi deviazioni, è hè assai variabile spaziale.

A temperatura hè u mutore dominante di u cambiamentu in l'oceanu. Cusì, ùn hè micca una sorpresa chì u cambiamentu pruvucarà un cambiamentu in a distribuzione di e spezie in quantu ponu adattà. È avemu da ricurdà chì tutte e spezie anu limiti à a capacità d'acclimatazione. Di sicuru, certi spezii fermanu più sensibili cà l'altri perchè anu cunfini più stretti di a temperatura in quale si sviluppanu. È, cum'è l'altri stressors, a temperatura estrema aumenta a sensibilità à l'effetti di l'altu CO2.

U caminu pare cusì:

emissioni di CO2 → OA → impattu biofisicu → perdita di servizii di l'ecosistema (p.e. un scogliera mori, è ùn ferma più l'onda di tempesta) → impattu socio-ecunomicu (quandu l'ondata di tempesta caccià u molo di a cità)

Nutendu à u stessu tempu, chì a dumanda di servizii di l'ecosistema cresce cù a crescita di a pupulazione è l'aumentu di l'ingudu (ricchezza).

Per vede l'effetti, i scientifichi anu esaminatu diversi scenarii di mitigazione (differenti tassi di cambiamentu di pH) paragunatu à mantene u statu quo chì risichi:

Simplificazione di a diversità (finu à 40%), è cusì una riduzione di a qualità di l'ecosistema
Ci hè pocu o nimu impattu nantu à l'abbundanza
A dimensione media di diverse spezie diminuisce da 50%
L'OA causa l'alluntanamentu da a dominanza da i calcificanti (organisimi chì a struttura hè furmata da materiale à basa di calciu):

Nisuna speranza per a sopravvivenza di i coralli chì sò completamente dipindenti di l'acqua à un certu pH per sopravvive (è per i coralli d'acqua fridda, temperature più calde aggravanu u prublema);
I gasteropodi (snails di mare à cunchiglia fina) sò i più sensittivi di i molluschi;
Ci hè un grande impattu annantu à l'invertebrati acquatici chì portanu esoscheletru, cumprese diverse spezie di molluschi, crustacei è echinodermi (pensate à vongole, aragoste è ricci)
In questa categuria di spezie, l'artropodi (cum'è i gamberetti) ùn sò micca cusì mali, ma ci hè un signalu chjaru di a so decadenza.

L'altri invertebrati si adattanu più rapidamente (cum'è meduse o vermi)
U pesciu, micca tantu, è i pesci ùn anu ancu un locu per migrà (per esempiu in SE Australia)
Qualchì successu per i pianti marini chì ponu riesce à cunsumà CO2
Una certa evoluzione pò accade in scale di tempu relativamente brevi, chì pò significà speranza
Salvatamentu evolutivu da spezie o pupulazioni menu sensibili in spezie da a variazione genetica permanente per a tolleranza di pH (pudemu vede questu da esperimenti di ripruduzzione; o da novi mutazioni (chì sò rari))

Allora, a quistione chjave resta: quale spezie serà affettata da l'OA? Avemu una bona idea di a risposta: bivalvi, crustacei, predaturi di calcifiers, è predaturi top in generale. Ùn hè micca difficiule di imaginà quantu severi seranu e cunsequenze finanziarie solu per l'industrii di i molluschi, di i frutti di mare è di u turismu di immersione, assai menu altri in a reta di fornitori è servizii. È di fronte à l'enormità di u prublema, pò esse difficiuli di fucalizza nantu à suluzioni.

Chì duverebbe esse a nostra risposta

L'aumentu di CO2 hè a causa principale (di a malatia) [ma cum'è u fumu, fà chì u fumatore smetta hè assai difficiule]

Avemu da trattà i sintomi [pressione alta, enfisema]
Avemu da riduce l'altri stressors [tagliate nantu à bere è manghjà eccessivamente]

A riduzzione di e fonti di l'acidificazione di l'oceanu richiede sforzi di riduzzione di fonti sustinuti à a scala glubale è lucale. L'emissioni glubale di diossidu di carbonu sò u più grande mutore di l'acidificazione di l'oceanu à a scala di l'oceanu di u mondu, cusì ci vole à riduce. L'aghjunzione lucali di nitrogenu è carbonu da fonti puntuali, fonti non puntuali è fonti naturali ponu aggravà l'effetti di l'acidificazione di l'oceanu creendu e cundizioni chì acceleranu più a riduzione di pH. A deposizione di a contaminazione di l'aria lucale (in particulare di diossidu di carbonu, nitrogenu è ossidu di sulfuru) pò ancu cuntribuisce à a riduzzione di u pH è à l'acidificazione. L'azzione lucale pò aiutà à rallentà u ritmu di l'acidificazione. Dunque, avemu bisognu di quantificà i prucessi antropogenichi è naturali chì cuntribuiscenu à l'acidificazione.

I seguenti sò punti d'azzione prioritari à pocu pressu per affruntà l'acidificazione di l'oceanu.

1. Reduce rapidamente è significativamente l'emissioni glubale di diossidu di carbonu per mitigà è inverte l'acidificazione di i nostri oceani.
2. Limite i scarichi di nutrienti chì entranu in l'acque marini da i sistemi di fognatura in situ, chjuchi è grandi, impianti municipali di acque residuali è agricultura, limitendu cusì i stressors nantu à a vita di l'oceanu per sustene l'adattazione è a sopravvivenza.
3. Implementà un monitoraghju efficace di l'acqua pulita è e migliori pratiche di gestione, è ancu riviseghjà i normi di qualità di l'acqua esistenti è / o aduttà novi per rende pertinenti à l'acidificazione di l'oceanu.
4. Investigate l'allevamentu selettivu per a tolleranza à l'acidificazione di l'oceanu in i molluschi è altre spezie marine vulnerabili.
5. Identificà, monitorizà è gestisce l'acque marine è e spezie in refugghi potenziali da l'acidificazione di l'oceanu per pudè suppurtà stressi cuncurrenti.
6. Capisce l'associu trà e variabili di a chimica di l'acqua è a pruduzzione di molluschi è a sopravvivenza in l'incubatori è in l'ambienti naturali, prumove a cullaburazione trà i scientisti, i gestori è i viticultori. È, stabilisce un avvisu d'emergenza è una capacità di risposta quandu u monitoraghju indica un piccu in l'acqua di pH bassu chì minaccia l'abitati sensibili o l'operazioni di l'industria di i molluschi.
7. Ripristina l'alghe marini, i mangrovi, l'erba di marsh, etc. chì ripiglià è riparà u carbone dissolutu in l'acqui marini è impediscenu lucale (o lentu) cambiamenti in u pH di quelli acque marine.
8. Educate u publicu nantu à u prublema di l'acidificazione di l'oceanu è e so cunsequenze per l'ecosistema marini, l'ecunumia è e culture

A bona nutizia hè chì u prugressu hè fattu in tutti questi fronti. In u mondu, decine di millaie di persone travaglianu per riduce l'emissioni di gasi di serra (cumpresu CO2) à u livellu internaziunale, naziunale è lucale (Item 1). È, in i Stati Uniti, l'articulu 8 hè u focu primariu di una coalizione di ONG coordinata da i nostri amichi in Ocean Conservancy. Per l'articulu 7, TOF hosts u nostru sforzu per rinuvà i prati di alghe marini dannati. Ma, in un sviluppu eccitante per l'articuli 2-7, travagliemu cù i decisori principali di u statu in quattru stati custieri per sviluppà, sparte è introduci una legislazione pensata per affruntà l'OA. L'effetti esistenti di l'acidificazione di l'oceanu nantu à i molluschi è altre vita marina in l'acque costiere di Washington è Oregon anu inspiratu l'azzione in parechje manere.

Tutti i parlanti di a cunferenza anu fattu chjaru chì più infurmazione hè necessaria, in particulare induve u pH cambia rapidamente, quale spezie puderà riesce, sopravvive, o adattà, è strategie lucali è regiunale chì travaglianu. À u listessu tempu, a lezione da piglià era chì ancu s'ellu ùn sapemu micca tuttu ciò chì vulemu sapè di l'acidificazione di l'oceanu, pudemu è duvemu piglià passi per mitigà i so effetti. Continueremu à travaglià cù i nostri donatori, cunsiglieri è altri membri di a cumunità TOF per sustene e soluzioni.