Marwol Difrifol: Cefnforoedd Asid a'r Hyn y Mae'n Rhaid i Ni Ei Wneud

gan Mark J. Spalding, Llywydd The Ocean Foundation

Yr wythnos diwethaf roeddwn yn Monterey, California ar gyfer y 3ydd Symposiwm Rhyngwladol ar y Cefnfor mewn Byd CO2 Uchel, a oedd ar yr un pryd i'r Gŵyl Ffilm y Cefnfor GLAS yn y gwesty drws nesaf (ond stori arall gyfan yw honno i'w hadrodd). Yn y symposiwm, ymunais â channoedd o fynychwyr eraill i ddysgu am y cyflwr presennol o wybodaeth ac atebion posibl i fynd i'r afael ag effeithiau carbon deuocsid uchel (CO2) ar iechyd ein cefnforoedd a'r bywyd oddi mewn. Rydyn ni'n galw'r canlyniadau yn asideiddio cefnforol oherwydd bod pH ein cefnfor yn mynd yn is ac felly'n fwy asidig, gyda niwed sylweddol posibl i systemau cefnforol fel rydyn ni'n eu hadnabod.

Asidiad Cefn

Roedd cyfarfod High CO2012 2 yn gam enfawr o'r 2il gyfarfod ym Monaco yn 2008. Daeth dros 500 o fynychwyr a 146 o siaradwyr, yn cynrychioli 37 o genhedloedd, ynghyd i drafod y materion dan sylw. Roedd yn cynnwys cynhwysiad mawr cyntaf o astudiaethau economaidd-gymdeithasol. Ac, er bod y prif ffocws yn dal i fod ar ymatebion organebau bywyd morol i asideiddio cefnforol a beth mae hynny'n ei olygu i system y cefnfor, roedd pawb yn cytuno bod ein gwybodaeth am effeithiau ac atebion posibl wedi datblygu'n sylweddol yn ystod y pedair blynedd diwethaf.

O'm rhan i, eisteddais mewn syndod mawr wrth i un gwyddonydd ar ôl y llall roi hanes y wyddoniaeth o amgylch asideiddio cefnforol (OA), gwybodaeth am gyflwr presennol gwybodaeth wyddonol am OA, a'n inklings cyntaf o fanylion am yr ecosystem a chanlyniadau economaidd cefnfor cynhesach sy'n fwy asidig ac sydd â lefelau ocsigen is.

Fel y dywedodd Dr. Sam Dupont o Ganolfan Gwyddorau Morol Sven Lovén - Kristineberg, Sweden:

Beth ydyn ni'n ei wybod?

Mae asideiddio cefnfor yn real
Mae'n dod yn uniongyrchol o'n hallyriadau carbon
Mae'n digwydd yn gyflym
Mae effaith yn sicr
Mae difodiant yn sicr
Mae eisoes yn weladwy yn y systemau
Bydd newid yn digwydd

Mae poeth, sur a diffyg anadl i gyd yn symptomau o'r un clefyd.

Yn enwedig o'i gyfuno â chlefydau eraill, mae OA yn dod yn fygythiad mawr.

Gallwn ddisgwyl llawer o amrywioldeb, yn ogystal ag effeithiau cario drosodd cadarnhaol a negyddol.

Bydd rhai rhywogaethau yn newid ymddygiad dan OA.

Gwyddom ddigon i weithredu

Gwyddom fod digwyddiad trychinebus mawr ar ddod

Gwyddom sut i'w atal

Rydyn ni'n gwybod beth nad ydyn ni'n ei wybod

Rydyn ni'n gwybod beth sydd angen i ni ei wneud (mewn gwyddoniaeth)

Rydyn ni'n gwybod beth fyddwn ni'n canolbwyntio arno (dod â datrysiadau)

Ond, dylem fod yn barod am bethau annisgwyl; rydym wedi amharu mor llwyr ar y system.

Caeodd Dr. Dupont ei sylwadau gyda llun o'i ddau blentyn gyda datganiad dwy frawddeg pwerus a thrawiadol:

Nid wyf yn actifydd, yr wyf yn wyddonydd. Ond, dwi hefyd yn dad cyfrifol.

Cyhoeddwyd y datganiad clir cyntaf y gallai croniad CO2 yn y môr gael “canlyniadau biolegol trychinebus posibl” ym 1974 (Whitfield, M. 1974. Cronni CO2 ffosil yn yr atmosffer ac yn y môr. Natur 247:523-525.). Bedair blynedd yn ddiweddarach, ym 1978, sefydlwyd cysylltiad uniongyrchol rhwng tanwyddau ffosil a chanfod CO2 yn y cefnfor. Rhwng 1974 a 1980, dechreuodd nifer o astudiaethau ddangos y newid gwirioneddol yn alcalinedd y cefnforoedd. Ac, yn olaf, yn 2004, derbyniwyd bwgan asideiddio cefnforol (OA) gan y gymuned wyddonol yn gyffredinol, a chynhaliwyd y cyntaf o'r symposia CO2 uchel.

Y gwanwyn canlynol, cafodd y cyllidwyr morol eu briffio yn eu cyfarfod blynyddol ym Monterey, gan gynnwys taith maes i weld peth ymchwil arloesol yn Sefydliad Ymchwil Acwariwm Bae Monterey (MBARI). Dylwn nodi bod yn rhaid i’r rhan fwyaf ohonom gael ein hatgoffa o’r hyn y mae’r raddfa pH yn ei olygu, er ei bod yn ymddangos bod pawb yn cofio defnyddio’r papur litmws i brofi hylifau mewn ystafelloedd dosbarth gwyddoniaeth ysgol ganol. Yn ffodus, roedd yr arbenigwyr yn fodlon esbonio bod y raddfa pH rhwng 0 a 14, gyda 7 yn niwtral. Po isaf yw'r pH, mae'n golygu llai o alcalinedd, neu fwy o asidedd.

Ar y pwynt hwn, mae wedi dod yn amlwg bod y diddordeb cynnar mewn pH cefnforol wedi cynhyrchu rhai canlyniadau concrid. Mae gennym rai astudiaethau gwyddonol credadwy, sy'n dweud wrthym, wrth i pH y cefnfor ostwng, y bydd rhai rhywogaethau'n ffynnu, rhai'n goroesi, rhai yn cael eu disodli, a llawer yn diflannu (y canlyniad disgwyliedig yw colli bioamrywiaeth, ond cynnal biomas). Mae'r casgliad eang hwn yn ganlyniad arbrofion labordy, arbrofion amlygiad maes, arsylwadau mewn lleoliadau CO2 naturiol uchel, ac astudiaethau sy'n canolbwyntio ar gofnodion ffosil o ddigwyddiadau OA blaenorol mewn hanes.

Yr hyn a wyddom o Ddigwyddiadau Asideiddio Cefnforoedd y Gorffennol

Er y gallwn weld newidiadau yng nghemeg y cefnfor a thymheredd wyneb y môr dros y 200 mlynedd ers y chwyldro diwydiannol, mae angen inni fynd yn ôl ymhellach mewn pryd i gymharu rheolaeth (ond nid yn rhy bell yn ôl). Felly mae'r cyfnod Cyn-Gambriaidd (7/8au cyntaf hanes daearegol y Ddaear) wedi'i nodi fel yr unig analog daearegol da (os nad yw am unrhyw reswm arall na rhywogaethau tebyg) ac mae'n cynnwys rhai cyfnodau â pH is. Profodd y cyfnodau blaenorol hyn fyd CO2 uchel tebyg gyda pH is, lefelau ocsigen is, a thymheredd cynhesach ar wyneb y môr.

Fodd bynnag, nid oes unrhyw beth yn y cofnod hanesyddol sy'n cyfateb i'n cyfradd newid gyfredol o pH neu dymheredd.

Gelwir y digwyddiad asideiddio cefnforol dramatig olaf yn PETM, neu Uchafswm Thermol Paleosen-Eocene, a ddigwyddodd 55 miliwn o flynyddoedd yn ôl a dyma ein cymhariaeth orau. Digwyddodd yn gyflym (dros tua 2,000 o flynyddoedd) fe barhaodd am 50,000 o flynyddoedd. Mae gennym ni ddata/tystiolaeth gref ar ei gyfer – ac felly mae gwyddonwyr yn ei ddefnyddio fel ein analog gorau sydd ar gael ar gyfer gollyngiad carbon enfawr.

Fodd bynnag, nid yw'n analog perffaith. Rydym yn mesur y datganiadau hyn mewn petagramau. Petagramau o garbon yw PgC: 1 petagram = 1015 gram = 1 biliwn o dunelli metrig. Mae'r PETM yn cynrychioli cyfnod pan ryddhawyd 3,000 PgC dros ychydig filoedd o flynyddoedd. Yr hyn sy'n bwysig yw cyfradd y newid yn y 270 mlynedd diwethaf (y chwyldro diwydiannol), gan ein bod wedi pwmpio 5,000 PgC o garbon i atmosffer ein planed. Mae hyn yn golygu bod y rhyddhad bryd hynny yn 1 PgC y-1 o'i gymharu â'r chwyldro diwydiannol, sef 9 PgC y-1. Neu, os mai dim ond dyn cyfraith ryngwladol ydych chi fel fi, mae hyn yn trosi i'r realiti llym mai'r hyn yr ydym wedi'i wneud mewn ychydig llai na thair canrif yw 10 gwaith yn waeth na'r hyn a achosodd y dygwyddiadau difodiant yn y cefnfor yn PETM.

Achosodd digwyddiad asideiddio cefnforol PETM newidiadau mawr yn systemau cefnforoedd byd-eang, gan gynnwys rhai difodiant. Yn ddiddorol, mae'r wyddoniaeth yn nodi bod cyfanswm y biomas wedi aros yn gyfartal, gyda blodau dinoflagellate a digwyddiadau tebyg yn gwrthbwyso colli rhywogaethau eraill. Yn gyfan gwbl, mae'r cofnod daearegol yn dangos ystod eang o ganlyniadau: blodau, difodiant, trosiant, newidiadau calcheiddiad, a chorrach. Felly, mae OA yn achosi adwaith biotig sylweddol hyd yn oed pan fo'r gyfradd newid yn llawer arafach na'n cyfradd bresennol o allyriadau carbon. Ond, oherwydd ei fod yn llawer arafach, mae’r “dyfodol yn diriogaeth ddigyffwrdd yn hanes esblygiadol y mwyafrif o organebau modern.”

Felly, bydd y digwyddiad OA anthropogenig hwn ar frig effaith PETM yn hawdd. AC, dylem ddisgwyl gweld newidiadau yn y ffordd y mae newid yn digwydd oherwydd ein bod wedi tarfu cymaint ar y system. Cyfieithiad: Disgwyliwch gael eich synnu.

Ymateb Ecosystemau a Rhywogaethau

Mae carbon deuocsid (CO2) yn sbardun i asideiddio cefnforol a newid tymheredd. Ac, er eu bod yn gallu rhyngweithio, nid ydynt yn rhedeg ochr yn ochr. Mae newidiadau mewn pH yn fwy llinol, gyda gwyriadau llai, ac maent yn fwy homogenaidd mewn gwahanol fannau daearyddol. Mae tymheredd yn llawer mwy amrywiol, gyda gwyriadau eang, ac mae'n amrywio'n sylweddol o ran gofodol.

Tymheredd yw prif ysgogydd newid yn y cefnfor. Felly, nid yw'n syndod bod newid yn achosi newid yn nosbarthiad rhywogaethau i'r graddau y gallant addasu. Ac mae'n rhaid i ni gofio bod gan bob rhywogaeth gyfyngiadau i allu ymgynefino. Wrth gwrs, mae rhai rhywogaethau yn parhau i fod yn fwy sensitif nag eraill oherwydd bod ganddynt ffiniau tymheredd culach y maent yn ffynnu ynddynt. Ac, fel ffactorau straen eraill, mae eithafion tymheredd yn cynyddu sensitifrwydd i effeithiau CO2 uchel.

Mae'r llwybr yn edrych fel hyn:

Allyriadau CO2 → OA → effaith bioffisegol → colli gwasanaethau ecosystem (ee creigres yn marw, ac nid yw bellach yn atal ymchwyddiadau storm) → effaith economaidd-gymdeithasol (pan fydd ymchwydd y storm yn tynnu pier y dref allan)

Gan nodi ar yr un pryd, bod y galw am wasanaethau ecosystem yn cynyddu gyda thwf y boblogaeth ac incwm (cyfoeth) yn cynyddu.

I edrych ar yr effeithiau, mae gwyddonwyr wedi archwilio amrywiol senarios lliniaru (cyfraddau gwahanol o newid pH) o gymharu â chynnal y status quo sy'n peryglu:

Symleiddio amrywiaeth (hyd at 40%), ac felly lleihau ansawdd yr ecosystem
Nid oes fawr o effaith, os o gwbl, ar helaethrwydd
Maint cyfartalog rhywogaethau amrywiol yn gostwng 50%
Mae OA yn achosi symudiad i ffwrdd o oruchafiaeth gan galchyddion (organebau y mae eu strwythur wedi'i ffurfio o ddeunydd calsiwm):

Dim gobaith am oroesiad cwrelau sy'n dibynnu'n llwyr ar ddŵr ar pH penodol i oroesi (ac ar gyfer cwrelau dŵr oer, bydd tymheredd cynhesach yn gwaethygu'r broblem);
Gastropodau (malwod môr cregyn tenau) yw'r rhai mwyaf sensitif o'r molysgiaid;
Mae effaith fawr ar anifeiliaid di-asgwrn-cefn dyfrol sy’n cario exoskeleton, gan gynnwys gwahanol rywogaethau o folysgiaid, cramenogion, ac echinodermau (meddyliwch am gregyn bylchog, cimychiaid a draenogod).
O fewn y categori hwn o rywogaethau, nid yw arthropodau (fel berdys) mor ddrwg eu byd, ond mae arwydd clir o'u dirywiad

Mae infertebratau eraill yn addasu'n gyflymach (fel slefrod môr neu fwydod)
Efallai na fydd gan bysgod, cymaint, a physgod unrhyw le i ymfudo iddo (er enghraifft yn Ne-ddwyrain Awstralia)
Peth llwyddiant i blanhigion morol a allai ffynnu ar ddefnyddio CO2
Gall rhywfaint o esblygiad ddigwydd ar raddfeydd amser cymharol fyr, a all olygu gobaith
Achub esblygiadol gan rywogaethau neu boblogaethau llai sensitif o fewn rhywogaethau rhag amrywiad genetig sefydlog ar gyfer goddefgarwch pH (gallwn weld hyn o arbrofion bridio; neu o dreigladau newydd (sy’n brin))

Felly, erys y cwestiwn allweddol: Pa rywogaethau y bydd OA yn effeithio arnynt? Mae gennym syniad da o'r ateb: cregyn deuglawr, cramenogion, ysglyfaethwyr calchyddion, a phrif ysglyfaethwyr yn gyffredinol. Nid yw’n anodd rhagweld pa mor ddifrifol fydd y canlyniadau ariannol i’r diwydiannau pysgod cregyn, bwyd môr, a thwristiaeth plymio yn unig, llawer llai eraill yn y rhwydwaith o gyflenwyr a gwasanaethau. Ac yn wyneb anferthedd y broblem, gall fod yn anodd canolbwyntio ar atebion.

Beth ddylai ein Hymateb Fod

Cynnydd mewn CO2 yw achos sylfaenol (y clefyd) [ond fel ysmygu, mae'n anodd iawn cael yr ysmygwr i roi'r gorau iddi]

Rhaid inni drin y symptomau [pwysedd gwaed uchel, emffysema]
Rhaid i ni leihau straenwyr eraill [torri yn ôl ar yfed a gorfwyta]

Mae lleihau ffynonellau asideiddio cefnforol yn gofyn am ymdrechion parhaus i leihau ffynonellau ar raddfa fyd-eang a lleol. Allyriadau carbon deuocsid byd-eang yw'r sbardun mwyaf i asideiddio cefnforol ar raddfa cefnfor y byd, felly mae'n rhaid inni eu lleihau. Gall ychwanegiadau lleol o nitrogen a charbon o ffynonellau pwynt, ffynonellau dibwynt, a ffynonellau naturiol waethygu effeithiau asideiddio cefnforol trwy greu amodau sy'n cyflymu gostyngiadau pH ymhellach. Gall dyddodiad llygredd aer lleol (yn benodol carbon deuocsid, nitrogen a sylffwr ocsid) hefyd gyfrannu at leihau pH ac asideiddio. Gall gweithredu lleol helpu i arafu cyflymder asideiddio. Felly, mae angen inni feintioli prosesau anthropogenig a naturiol allweddol sy'n cyfrannu at asideiddio.

Mae'r canlynol yn eitemau gweithredu â blaenoriaeth, tymor agos ar gyfer mynd i'r afael ag asideiddio cefnforol.

1. Lleihau allyriadau carbon deuocsid byd-eang yn gyflym ac yn sylweddol i liniaru a gwrthdroi asideiddio ein cefnforoedd.
2. Cyfyngu ar ollyngiadau maetholion sy'n mynd i mewn i ddyfroedd morol o systemau carthffosiaeth bach a mawr ar y safle, cyfleusterau dŵr gwastraff trefol, ac amaethyddiaeth, gan gyfyngu ar y straenwyr ar fywyd y môr i gefnogi addasu a goroesi.
3. Gweithredu arferion monitro dŵr glân ac arferion rheoli gorau effeithiol, yn ogystal â diwygio safonau ansawdd dŵr presennol a/neu fabwysiadu safonau ansawdd dŵr newydd i'w gwneud yn berthnasol i asideiddio cefnforoedd.
4. Ymchwilio i fridio detholus ar gyfer goddefiad asideiddio cefnforol mewn pysgod cregyn a rhywogaethau morol bregus eraill.
5. Nodi, monitro a rheoli'r dyfroedd a'r rhywogaethau morol mewn llochesau posibl rhag asideiddio cefnforol fel y gallant ddioddef straen cydamserol.
6. Deall y cysylltiad rhwng newidynnau cemeg dŵr a chynhyrchu a goroesi pysgod cregyn mewn deorfeydd ac yn yr amgylchedd naturiol, gan hyrwyddo cydweithrediad rhwng gwyddonwyr, rheolwyr a thyfwyr pysgod cregyn. A, sefydlu rhybudd brys a gallu ymateb pan fydd monitro yn dangos cynnydd sydyn mewn dŵr pH isel sy'n bygwth cynefinoedd sensitif neu weithrediadau diwydiant pysgod cregyn.
7. Adfer morwellt, mangrofau, glaswellt y gors ac ati a fydd yn cymryd ac yn trwsio carbon toddedig mewn dyfroedd morol ac yn atal yn lleol (neu'n arafu) newidiadau yn pH y dyfroedd morol hynny
8. Addysgu'r cyhoedd am broblem asideiddio cefnforol a'i ganlyniadau i ecosystemau, economi a diwylliannau morol

Y newyddion da yw bod cynnydd yn cael ei wneud ym mhob un o'r meysydd hyn. Yn fyd-eang, mae degau o filoedd o bobl yn gweithio i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr (gan gynnwys CO2) ar lefelau rhyngwladol, cenedlaethol a lleol (Eitem 1). Ac, yn UDA, eitem 8 yw prif ffocws clymblaid o gyrff anllywodraethol a gydlynir gan ein ffrindiau yn Ocean Conservancy. Ar gyfer eitem 7, mae TOF yn cynnal ein hymdrech ein hunain i adfer dolydd morwellt sydd wedi'u difrodi. Ond, mewn datblygiad cyffrous ar gyfer eitemau 2-7, rydym yn gweithio gyda phenderfynwyr gwladwriaeth allweddol mewn pedair talaith arfordirol i ddatblygu, rhannu a chyflwyno deddfwriaeth sydd wedi’i dylunio i fynd i’r afael ag OA. Mae effeithiau presennol asideiddio cefnforol ar bysgod cregyn a bywyd morol eraill yn nyfroedd arfordirol Washington ac Oregon wedi ysbrydoli gweithredu mewn nifer o ffyrdd.

Gwnaeth pob un o’r siaradwyr yn y gynhadledd yn glir bod angen mwy o wybodaeth—yn enwedig am ble mae pH yn newid yn gyflym, pa rywogaethau fydd yn gallu ffynnu, goroesi, neu addasu, a strategaethau lleol a rhanbarthol sy’n gweithio. Ar yr un pryd, y wers tecawê oedd, er nad ydym yn gwybod popeth yr ydym am ei wybod am asideiddio cefnforoedd, y gallwn ac y dylem fod yn cymryd camau i liniaru ei effeithiau. Byddwn yn parhau i weithio gyda'n rhoddwyr, cynghorwyr, ac aelodau eraill o'r gymuned TOF i gefnogi'r atebion.