Mortiga Serioza: Acidaj Oceanoj kaj Kion Ni Devas Fari

de Mark J. Spalding, Prezidanto de The Ocean Foundation

Pasintsemajne mi estis en Monterey, Kalifornio por la 3-a Internacia Simpozio pri Oceano en Alta CO2 Mondo, kiu estis samtempa al la BLUE Oceana Filmfestivalo en la apuda hotelo (sed tio estas tute alia rakonto por rakonti). Ĉe la simpozio, mi kunigis centojn da aliaj ĉeestantoj por lerni pri la nuna stato de scio kaj eblaj solvoj por trakti la efikojn de levita karbondioksido (CO2) sur la sano de niaj oceanoj kaj la vivo ene. Ni nomas la sekvojn oceana acidiĝo ĉar la pH de nia oceano fariĝas pli malalta kaj tiel pli acida, kun grava ebla damaĝo al oceanaj sistemoj kiel ni konas ilin.

Oceanidifiko

La 2012-datita High CO2-renkontiĝo estis grandega salto de la 2-a renkontiĝo en Monako en 2008. Pli ol 500 ĉeestantoj kaj 146 parolantoj, reprezentante 37 naciojn, estis kolektitaj por diskuti la problemojn. Ĝi inkludis unuan gravan inkludon de sociekonomikaj studoj. Kaj, dum la ĉefa fokuso ankoraŭ estis sur maraj vivorganismaj respondoj al oceana acidiĝo kaj kion tio signifas por oceana sistemo, ĉiuj konsentis, ke nia scio pri efikoj kaj eblaj solvoj multe progresis en la lastaj kvar jaroj.

Miaflanke, mi sidis en ravita miro, ĉar unu sciencisto post alia donis historion de la scienco ĉirkaŭ oceana acidiĝo (OA), informojn pri la nuna stato de sciencscio pri OA, kaj niajn unuajn suspektojn de specifaĵoj pri la ekosistemo kaj ekonomiaj sekvoj. de pli varma oceano kiu estas pli acida kaj havas pli malaltajn oksigennivelojn.

Kiel diris D-ro Sam Dupont de La Sven Lovén Centro por Maraj Sciencoj – Kristineberg, Svedio:

Kion ni scias?

Oceana acidiĝo estas reala
Ĝi rekte venas de niaj karbonemisioj
Ĝi okazas rapide
Efiko estas certa
Formortoj estas certaj
Ĝi jam videblas en la sistemoj
Ŝanĝo okazos

Varma, acida kaj senspira estas ĉiuj simptomoj de la sama malsano.

Precipe se kombinite kun aliaj malsanoj, OA fariĝas grava minaco.

Ni povas atendi multajn ŝanĝeblecojn, kaj ankaŭ pozitivajn kaj negativajn efikojn.

Kelkaj specioj ŝanĝos konduton sub OA.

Ni scias sufiĉe por agi

Ni scias, ke grava katastrofa evento venos

Ni scias kiel malhelpi ĝin

Ni scias tion, kion ni ne scias

Ni scias, kion ni devas fari (en scienco)

Ni scias, pri kio ni koncentriĝos (alporti solvojn)

Sed, ni devus esti pretaj por surprizoj; ni tiom tute perturbis la sistemon.

D-ro Dupont fermis siajn komentojn per foto de siaj du infanoj kun potenca kaj okulfrapa deklaro de du frazoj:

Mi ne estas aktivulo, mi estas sciencisto. Sed, mi ankaŭ estas respondeca patro.

La unua klara deklaro, ke CO2-akumulado en la maro povus havi "eblajn katastrofajn biologiajn sekvojn" estis publikigita en 1974 (Whitfield, M. 1974. Akumulo de fosilia CO2 en la atmosfero kaj en la maro. Naturo 247:523-525.). Kvar jarojn poste, en 1978, la rekta ligo de fosiliaj fueloj al CO2-detekto en la oceano estis establita. Inter 1974 kaj 1980, multaj studoj komencis montri la faktan ŝanĝon en oceanalkaleco. Kaj, finfine, en 2004, la fantomo de oceana acidiĝo (OA) iĝis akceptita de la scienca komunumo ĝenerale, kaj la unua el la altaj CO2-simpozioj estis okazigitaj.

La sekvan printempon, la maraj financantoj estis informitaj ĉe sia jarkunveno en Monterey, inkluzive de ekskurso por vidi iun avangardan esploradon ĉe Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI). Mi notu, ke la plimulto el ni devis rememorigi pri tio, kion signifas la pH-skalo, kvankam ĉiuj ŝajnis rememori uzi la tornasolpaperon por testi likvaĵojn en mezlernejaj sciencklasĉambroj. Feliĉe, la spertuloj volis klarigi, ke la pH-skalo estas de 0 ĝis 14, kun 7 neŭtrala. Ju pli malalta la pH, signifas pli malaltan alkalecon, aŭ pli da acideco.

Je ĉi tiu punkto, evidentiĝis, ke la frua intereso pri oceana pH produktis iujn konkretajn rezultojn. Ni havas kelkajn kredindajn sciencajn studojn, kiuj diras al ni, ke kiam oceana pH falas, kelkaj specioj prosperos, kelkaj pluvivos, kelkaj estas anstataŭigitaj, kaj multaj formortas (la atendata rezulto estas perdo de biodiverseco, sed konservado de biomaso). Ĉi tiu larĝa konkludo estas la rezulto de laboratorioeksperimentoj, kampekspozicio-eksperimentoj, observoj ĉe nature altaj CO2-lokoj, kaj studoj temigis fosiliajn rekordojn de antaŭaj OA-okazaĵoj en historio.

Kion Ni Scias de Pasintaj Oceanaj Acidiĝo-Okazaĵoj

Dum ni povas vidi ŝanĝojn en oceana kemio kaj oceana marsurfactemperaturo dum la 200 kelkaj jaroj ekde la industria revolucio, ni devas reiri plu en la tempo por kontrola komparo (sed ne tro malproksimen). Do la Antaŭkambria periodo (la unuaj 7/8oj de la geologia historio de la Tero) estis identigita kiel la nura bona geologia analogaĵo (se pro neniu alia kialo ol similaj specioj) kaj inkludas kelkajn periodojn kun pli malalta pH. Tiuj antaŭaj periodoj spertis similan altan CO2-mondon kun pli malalta pH, pli malaltaj oksigenniveloj, kaj pli varmaj marsurfactemperaturoj.

Tamen, estas nenio en la historia rekordo kiu egalas nian aktuala rapideco de ŝanĝo de pH aŭ temperaturo.

La lasta drameca oceana acidiĝokazaĵo estas konata kiel PETM, aŭ la Paleoceno-Eoceno Termika Maksimumo, kiu okazis antaŭ 55 milionoj da jaroj kaj estas nia plej bona komparo. Ĝi okazis rapide (dum ĉirkaŭ 2,000 jaroj) ĝi daŭris 50,000 jarojn. Ni havas fortajn datumojn/pruvojn por ĝi - kaj tiel sciencistoj uzas ĝin kiel nian plej bonan disponeblan analogaĵon por amasa karbon-liberigo.

Tamen, ĝi ne estas perfekta analogaĵo. Ni mezuras ĉi tiujn eldonojn en petagramoj. PgC estas Petagramoj de karbono: 1 petagramo = 1015 gramoj = 1 miliardo tunoj. La PETM reprezentas periodon kiam 3,000 PgC estis liberigitaj dum kelkaj miloj da jaroj. Kio gravas estas la rapideco de ŝanĝo en la lastaj 270 jaroj (la industria revolucio), ĉar ni pumpis 5,000 PgC da karbono en la atmosferon de nia planedo. Ĉi tio signifas, ke la liberigo tiam estis 1 PgC y-1 kompare kun la industria revolucio, kio estas 9 PgC y-1. Aŭ, se vi estas nur internacia jura ulo kiel mi, tio tradukiĝas al la kruda realo, ke tio, kion ni faris en iom malpli ol tri jarcentoj, estas 10 fojojn pli malbona ol kio kaŭzis la formortokazaĵojn en la oceano ĉe PETM.

La PETM oceana acidiĝokazaĵo kaŭzis grandajn ŝanĝojn en la tutmondaj oceansistemoj, inkluzive de kelkaj formortoj. Kurioze, la scienco indikas, ke totala biomaso restis proksimume egala, kun dinoflagelataj floradoj kaj similaj eventoj kompensis la perdon de aliaj specioj. Entute, la geologia rekordo montras larĝan gamon de sekvoj: floradoj, formortoj, spezoj, kalkiĝoŝanĝoj, kaj nanismo. Tiel, OA kaŭzas signifan biotan reagon eĉ kiam la indico de ŝanĝo estas multe pli malrapida ol nia nuna indico de karbonemisioj. Sed, ĉar ĝi estis multe pli malrapida, la "estonteco estas neesplorita teritorio en la evolua historio de la plej multaj modernaj organismoj."

Tiel, ĉi tiu antropogena OA-okazaĵo facile superos PETM en efiko. KAJ, ni devus atendi vidi ŝanĝojn en kiel ŝanĝo okazas ĉar ni tiom ĝenis la sistemon. Traduko: Atendu esti surprizita.

Ekosistemo kaj Specia Respondo

Oceana acidiĝo kaj temperaturŝanĝo ambaŭ havas karbondioksidon (CO2) kiel ŝoforon. Kaj, kvankam ili povas interagi, ili ne funkcias paralele. Ŝanĝoj en pH estas pli liniaj, kun pli malgrandaj devioj, kaj estas pli homogenaj en malsamaj geografiaj spacoj. Temperaturo estas multe pli varia, kun larĝaj devioj, kaj estas sufiĉe varia space.

Temperaturo estas la reganta ŝoforo de ŝanĝo en la oceano. Tiel, ne estas surprizo ke ŝanĝo kaŭzas ŝanĝon en distribuado de specioj laŭ la mezuro kiun ili povas adaptiĝi. Kaj ni devas memori, ke ĉiuj specioj havas limojn al alklimatiĝa kapablo. Kompreneble, iuj specioj restas pli sentemaj ol aliaj ĉar ili havas pli mallarĝajn limojn de temperaturo en kiu ili prosperas. Kaj, kiel aliaj streĉintoj, temperaturekstremoj pliigas sentivecon al la efikoj de alta CO2.

La vojo aspektas jene:

CO2-emisioj → OA → biofizika efiko → perdo de ekosistemaj servoj (ekz. rifo mortas, kaj ne plu ĉesigas ŝtormojn) → sociekonomika efiko (kiam la diluvo elprenas la urbmoleon)

Rimarkante samtempe, ke postulo je ekosistemaj servoj pliiĝas kun loĝantarkresko kaj pliiĝanta enspezo (riĉeco).

Por rigardi la efikojn, sciencistoj ekzamenis diversajn mildigajn scenarojn (malsamaj indicoj de pH-ŝanĝo) kompare al konservado de la status quo kiu riskas:

Simpligo de diverseco (ĝis 40%), kaj tiel redukto de ekosistemkvalito
Estas malmulte aŭ neniu efiko al abundo
Meza grandeco de diversaj specioj malpliiĝas je 50%
OA kaŭzas ŝanĝon for de domineco de kalcigiloj (organismoj kies strukturo estas formita el kalcio-bazita materialo):

Neniu espero por supervivo de koraloj kiuj estas tute dependaj de akvo je certa pH por pluvivi (kaj por malvarmakvaj koraloj, pli varmaj temperaturoj pligravigos la problemon);
Gasteropodoj (maldikŝelaj marhelikoj) estas la plej sentemaj el la moluskoj;
Estas granda efiko al eksterskelet-portantaj akvaj senvertebruloj, inkluzive de diversaj specioj de moluskoj, krustacoj kaj ekinodermoj (pensu konkojn, omarojn kaj eĥinojn)
Ene de ĉi tiu kategorio de specioj, artropodoj (kiel salikoko) ne estas tiel malbonaj, sed estas klara signalo de ilia malkresko.

Aliaj senvertebruloj adaptiĝas pli rapide (kiel meduzo aŭ vermoj)
Fiŝoj, ne tiom multe, kaj fiŝoj ankaŭ eble havas neniun lokon por migri (ekzemple en SE Aŭstralio)
Iom da sukceso por maraj plantoj, kiuj povas prosperi konsumante CO2
Iu evoluo povas okazi sur relative mallongaj temposkaloj, kio povas signifi esperon
Evolua savo de malpli sentemaj specioj aŭ populacioj ene de specioj de staranta genetika vario por pH-toleremo (ni povas vidi tion de reproduktaj eksperimentoj; aŭ de novaj mutacioj (kiuj estas maloftaj))

Do, la ŝlosila demando restas: Kiu specio estos tuŝita de OA? Ni havas bonan ideon pri la respondo: bivalvoj, krustacoj, predantoj de kalcigiloj, kaj ĉefaj predantoj ĝenerale. Ne estas malfacile antaŭvidi kiom severaj la financaj sekvoj estos por la mariskaj, marmanĝaĵoj, kaj plonĝaj turismaj industrioj sole, des malpli aliaj en la reto de provizantoj kaj servo. Kaj antaŭ la grandego de la problemo, povas esti malfacile koncentriĝi pri solvoj.

Kia Devus Esti nia Respondo

Altiĝo de CO2 estas la radika kaŭzo (de la malsano) [sed kiel fumado, igi la fumanton ĉesi estas tre malfacile]

Ni devas trakti la simptomojn [alta sangopremo, emfizemo]
Ni devas redukti aliajn streĉiĝojn [redukti trinkadon kaj tromanĝadon]

Redukti la fontojn de oceana acidiĝo postulas daŭrajn fontreduktajn klopodojn je la tutmonda kaj la loka skalo. Tutmondaj karbondioksidaj emisioj estas la plej granda ŝoforo de oceana acidiĝo je la skalo de la monda oceano, do ni devas redukti ilin. Lokaj aldonoj de nitrogeno kaj karbono de punktofontoj, nepunktaj fontoj, kaj naturaj fontoj povas pliseverigi la efikojn de oceanacidiĝo kreante kondiĉojn kiuj plue akcelas pH-reduktojn. Demetado de loka aerpoluo (specife karbondioksido, nitrogeno kaj sulfuroksido) ankaŭ povas kontribui al reduktita pH kaj acidiĝo. Loka ago povas helpi malrapidigi la rapidecon de acidiĝo. Do, ni devas kvantigi ŝlosilajn antropogenajn kaj naturajn procezojn kontribuantajn al acidiĝo.

La sekvantaroj estas prioritataj, baldaŭaj agaderoj por trakti oceanan acidiĝon.

1. Rapide kaj signife redukti tutmondajn ellasojn de karbondioksido por mildigi kaj inversigi la acidiĝon de niaj oceanoj.
2. Limigi nutrajn malŝarĝojn enirantajn marajn akvojn de malgrandaj kaj grandaj surlokaj kloakaĵsistemoj, municipaj kloakaĵinstalaĵoj, kaj agrikulturo, tiel limigante la stresorojn sur oceanvivo por subteni adaptadon kaj supervivon.
3. Efektivigi efikan puran akvomonitoradon kaj plej bonajn administradpraktikojn, same kiel revizii ekzistantajn kaj/aŭ adopti novajn normojn pri akvokvalito por igi ilin rilataj al oceana acidiĝo.
4. Esploru selekteman reproduktadon por oceana acidiĝo-toleremo en mariskoj kaj aliaj vundeblaj maraj specioj.
5. Identigu, monitoru kaj administru la marajn akvojn kaj speciojn en eblaj rifuĝoj de oceana acidiĝo por ke ili elportu samtempajn streĉojn.
6. Kompreni la asocion inter akvokemiaj variabloj kaj mariskproduktado kaj supervivo en kovejoj kaj en la natura medio, antaŭenigante kunlaborojn inter sciencistoj, administrantoj kaj mariskkultivistoj. Kaj, starigu kriz-averton kaj respondkapaciton kiam monitorado indikas pikilon en malalta pH-akvo, kiu minacas senteman vivejon aŭ mariskindustriajn operaciojn.
7. Restarigu marherbon, mangrovojn, marĉherbon ktp, kiuj prenos kaj fiksos dissolvitan karbonon en maraj akvoj kaj loke malhelpas (aŭ malrapidajn) ŝanĝojn en la pH de tiuj maraj akvoj.
8. Eduki la publikon pri la problemo de oceana acidiĝo kaj ĝiaj sekvoj por maraj ekosistemoj, ekonomio kaj kulturoj.

La bona novaĵo estas, ke progreso estas farita sur ĉiuj ĉi tiuj frontoj. Tutmonde, dekoj da miloj da homoj laboras por redukti forcej-efikaj gasoj (inkluzive de CO2) je la internacia, nacia kaj loka niveloj (Ero 1). Kaj, en Usono, ero 8 estas la ĉefa fokuso de koalicio de NRO-oj kunordigita de niaj amikoj ĉe Ocean Conservancy. Por ero 7, TOF-gastigantoj nia propra klopodo restarigi difektitajn marherbherbojn. Sed, en ekscita evoluo por eroj 2-7, ni laboras kun ŝlosilaj ŝtataj deciduloj en kvar marbordaj ŝtatoj por evoluigi, dividi kaj enkonduki leĝaron desegnitan por trakti OA. La ekzistantaj efikoj de oceana acidiĝo al marisko kaj alia mara vivo en la marbordaj akvoj de Vaŝingtono kaj Oregono inspiris agon laŭ kelkaj manieroj.

Ĉiuj prelegantoj de la konferenco klarigis, ke necesas pli da informoj—precipe pri kie pH rapide ŝanĝiĝas, kiuj specioj povos prosperi, pluvivi aŭ adaptiĝi, kaj lokaj kaj regionaj strategioj kiuj funkcias. Samtempe, la kunprena leciono estis, ke kvankam ni ne scias ĉion, kion ni volas scii pri oceana acidiĝo, ni povas kaj devas fari paŝojn por mildigi ĝiajn efikojn. Ni daŭre laboros kun niaj donacantoj, konsilistoj kaj aliaj membroj de la TOF-komunumo por subteni la solvojn.