घातक गंभीर: अम्ल महासागर और हमें क्या करना चाहिए

मार्क जे स्पाल्डिंग, द ओशन फाउंडेशन के अध्यक्ष द्वारा

पिछले हफ्ते मैं मॉन्टेरी, कैलिफोर्निया में था उच्च CO3 विश्व में महासागर पर तीसरा अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी, जो एक साथ था ब्लू ओशन फिल्म फेस्टिवल अगले दरवाजे पर होटल में (लेकिन यह बताने के लिए एक पूरी कहानी है)। संगोष्ठी में, मैं ज्ञान की वर्तमान स्थिति और हमारे महासागरों के स्वास्थ्य और भीतर के जीवन पर उन्नत कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के प्रभावों को दूर करने के लिए संभावित समाधानों के बारे में जानने के लिए सैकड़ों अन्य उपस्थित लोगों के साथ शामिल हुआ। हम परिणामों को महासागर अम्लीकरण कहते हैं क्योंकि हमारे महासागर का पीएच कम हो रहा है और इस प्रकार अधिक अम्लीय है, जैसा कि हम उन्हें जानते हैं, महासागर प्रणालियों को महत्वपूर्ण संभावित नुकसान के साथ।

महासागर अम्लीकरण

2012 की उच्च CO2 बैठक 2 में मोनाको में दूसरी बैठक से एक बड़ी छलांग थी। 2008 देशों का प्रतिनिधित्व करने वाले 500 से अधिक उपस्थित और 146 वक्ता, मौजूदा मुद्दों पर चर्चा करने के लिए एकत्रित हुए थे। इसमें सामाजिक-आर्थिक अध्ययनों का पहला प्रमुख समावेश शामिल था। और, जबकि प्राथमिक ध्यान अभी भी समुद्र के अम्लीकरण के लिए समुद्री जीवन जीवों की प्रतिक्रियाओं पर था और महासागर प्रणाली के लिए इसका क्या मतलब था, हर कोई इस बात से सहमत था कि प्रभाव और संभावित समाधानों के बारे में हमारा ज्ञान पिछले चार वर्षों में बहुत उन्नत हुआ है।

अपने हिस्से के लिए, मैं एक के बाद एक वैज्ञानिकों द्वारा समुद्र के अम्लीकरण (OA) के आसपास के विज्ञान का इतिहास, OA के बारे में विज्ञान के ज्ञान की वर्तमान स्थिति पर जानकारी, और पारिस्थितिकी तंत्र और आर्थिक परिणामों के बारे में बारीकियों के बारे में हमारी पहली जानकारी के रूप में विस्मय में बैठ गया। एक गर्म महासागर का जो अधिक अम्लीय है और जिसमें ऑक्सीजन का स्तर कम है।

द स्वेन लोवेन सेंटर फॉर मरीन साइंसेज - क्रिस्टीनबर्ग, स्वीडन के डॉ। सैम ड्यूपॉन्ट ने कहा:

हम क्या जानते हैं?

महासागर अम्लीकरण वास्तविक है
यह सीधे हमारे कार्बन उत्सर्जन से आ रहा है
यह तेजी से हो रहा है
असर तय है
विलुप्त होना निश्चित है
यह पहले से ही सिस्टम में दिखाई दे रहा है
परिवर्तन होगा

गर्म, खट्टा और सांस फूलना ये सब एक ही रोग के लक्षण हैं।

खासकर जब अन्य बीमारियों के साथ मिलकर, OA एक बड़ा खतरा बन जाता है।

हम बहुत सारी परिवर्तनशीलता के साथ-साथ सकारात्मक और नकारात्मक प्रभावों की उम्मीद कर सकते हैं।

कुछ प्रजातियाँ OA के तहत व्यवहार बदल देंगी।

हम अभिनय करना काफी जानते हैं

हम जानते हैं कि एक बड़ी विनाशकारी घटना आ रही है

हम जानते हैं कि इसे कैसे रोका जाए

हम जानते हैं कि हम क्या नहीं जानते

हम जानते हैं कि हमें क्या करना है (विज्ञान में)

हम जानते हैं कि हम किस पर ध्यान केंद्रित करेंगे (समाधान लाना)

लेकिन, हमें आश्चर्य के लिए तैयार रहना चाहिए; हमने सिस्टम को पूरी तरह से परेशान कर दिया है।

डॉ ड्यूपोंट ने अपनी टिप्पणियों को अपने दो बच्चों की तस्वीर के साथ एक शक्तिशाली और प्रभावशाली दो वाक्य बयान के साथ समाप्त किया:

मैं एक्टिविस्ट नहीं हूं, मैं एक वैज्ञानिक हूं। लेकिन, मैं एक जिम्मेदार पिता भी हूं।

पहला स्पष्ट कथन कि समुद्र में CO2 संचय के "संभावित विनाशकारी जैविक परिणाम" हो सकते हैं, 1974 में प्रकाशित हुआ था (व्हिटफ़ील्ड, एम। 1974। वातावरण और समुद्र में जीवाश्म CO2 का संचय। नेचर 247:523-525.). चार साल बाद, 1978 में, महासागर में CO2 का पता लगाने के लिए जीवाश्म ईंधन का सीधा संबंध स्थापित किया गया। 1974 और 1980 के बीच, समुद्र की क्षारीयता में वास्तविक परिवर्तन का प्रदर्शन करने के लिए कई अध्ययन शुरू हुए। और, अंत में, 2004 में, समुद्र के अम्लीकरण (OA) के भूत को बड़े पैमाने पर वैज्ञानिक समुदाय द्वारा स्वीकार किया गया, और उच्च CO2 संगोष्ठी का पहला आयोजन किया गया।

निम्नलिखित वसंत, मोंटेरी बे एक्वेरियम रिसर्च इंस्टीट्यूट (एमबीएआरआई) में कुछ अत्याधुनिक शोध देखने के लिए एक क्षेत्र यात्रा सहित मोंटेरी में अपनी वार्षिक बैठक में समुद्री फंडर्स को जानकारी दी गई थी। मुझे ध्यान देना चाहिए कि हम में से अधिकांश को यह याद दिलाना पड़ा कि पीएच स्केल का क्या मतलब है, हालांकि हर कोई मध्य विद्यालय विज्ञान कक्षाओं में तरल पदार्थ का परीक्षण करने के लिए लिटमस पेपर का उपयोग करके याद करता है। सौभाग्य से, विशेषज्ञ यह बताने को तैयार थे कि पीएच स्केल 0 से 14 तक है, जिसमें 7 तटस्थ है। कम पीएच का अर्थ है कम क्षारीयता, या अधिक अम्लता।

इस बिंदु पर, यह स्पष्ट हो गया है कि महासागर पीएच में प्रारंभिक रुचि ने कुछ ठोस परिणाम उत्पन्न किए हैं। हमारे पास कुछ विश्वसनीय वैज्ञानिक अध्ययन हैं, जो हमें बताते हैं कि जैसे-जैसे समुद्र का पीएच गिरता है, कुछ प्रजातियां पनपती हैं, कुछ जीवित रहती हैं, कुछ बदल जाती हैं, और कई विलुप्त हो जाती हैं (अपेक्षित परिणाम जैव विविधता का नुकसान होता है, लेकिन बायोमास का रखरखाव होता है)। यह व्यापक निष्कर्ष प्रयोगशाला प्रयोगों, क्षेत्र जोखिम प्रयोगों, स्वाभाविक रूप से उच्च CO2 स्थानों पर टिप्पणियों और इतिहास में पिछले OA घटनाओं से जीवाश्म रिकॉर्ड पर केंद्रित अध्ययन का परिणाम है।

पिछले महासागरीय अम्लीकरण की घटनाओं से हम क्या जानते हैं

जबकि हम औद्योगिक क्रांति के बाद से कुछ 200 वर्षों में समुद्र रसायन विज्ञान और समुद्र की सतह के तापमान में परिवर्तन देख सकते हैं, हमें नियंत्रण तुलना के लिए समय में और पीछे जाने की आवश्यकता है (लेकिन बहुत पीछे नहीं)। इसलिए प्री-कैम्ब्रियन अवधि (पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के पहले 7/8) को एकमात्र अच्छे भूवैज्ञानिक एनालॉग के रूप में पहचाना गया है (यदि समान प्रजातियों के अलावा कोई अन्य कारण नहीं है) और इसमें कम पीएच वाली कुछ अवधियां शामिल हैं। इन पिछली अवधियों ने कम पीएच, कम ऑक्सीजन स्तर और गर्म समुद्र की सतह के तापमान के साथ समान उच्च CO2 दुनिया का अनुभव किया।

हालाँकि, ऐतिहासिक रिकॉर्ड में ऐसा कुछ भी नहीं है जो हमारे बराबर हो परिवर्तन की वर्तमान दर पीएच या तापमान का।

अंतिम नाटकीय महासागर अम्लीकरण घटना को PETM, या पेलियोसीन-इओसीन थर्मल मैक्सिमम के रूप में जाना जाता है, जो 55 मिलियन वर्ष पहले हुआ था और यह हमारी सबसे अच्छी तुलना है। यह तेजी से हुआ (लगभग 2,000 वर्षों में) यह 50,000 वर्षों तक चला। हमारे पास इसके लिए मजबूत डेटा/सबूत हैं - और इस प्रकार वैज्ञानिक बड़े पैमाने पर कार्बन रिलीज के लिए हमारे सर्वोत्तम उपलब्ध एनालॉग के रूप में इसका उपयोग करते हैं।

हालाँकि, यह एक आदर्श एनालॉग नहीं है। हम इन रिलीज को पेटाग्राम में मापते हैं। PgC कार्बन के पेटाग्राम हैं: 1 पेटाग्राम = 1015 ग्राम = 1 बिलियन मीट्रिक टन। पेटीएम उस अवधि का प्रतिनिधित्व करता है जब कुछ हजार वर्षों में 3,000 पीजीसी जारी किए गए थे। पिछले 270 वर्षों (औद्योगिक क्रांति) में परिवर्तन की दर क्या मायने रखती है, क्योंकि हमने अपने ग्रह के वायुमंडल में 5,000 PgC कार्बन पंप किया है। इसका मतलब है कि औद्योगिक क्रांति की तुलना में तब रिलीज 1 PgC y-1 थी, जो कि 9 PgC y-1 है। या, यदि आप मेरे जैसे सिर्फ एक अंतरराष्ट्रीय कानून के आदमी हैं, तो यह इस वास्तविकता का अनुवाद करता है कि हमने तीन शताब्दियों के भीतर जो कुछ किया है वह है 10 बार बदतर पेटीएम में समुद्र में विलुप्त होने की घटनाओं के कारण क्या हुआ।

PETM महासागर अम्लीकरण घटना ने कुछ विलुप्त होने सहित वैश्विक महासागर प्रणालियों में बड़े परिवर्तन किए। दिलचस्प बात यह है कि विज्ञान इंगित करता है कि डाइनोफ्लैगलेट खिलने और इसी तरह की घटनाओं के साथ अन्य प्रजातियों के नुकसान की भरपाई के साथ कुल बायोमास भी बना रहा। कुल मिलाकर, भूगर्भीय रिकॉर्ड परिणामों की एक विस्तृत श्रृंखला दिखाता है: खिलना, विलुप्त होना, टर्नओवर, कैल्सीफिकेशन परिवर्तन और बौनापन। इस प्रकार, OA एक महत्वपूर्ण जैविक प्रतिक्रिया का कारण बनता है, तब भी जब परिवर्तन की दर हमारे कार्बन उत्सर्जन की वर्तमान दर से बहुत धीमी है। लेकिन, क्योंकि यह बहुत धीमा था, "भविष्य अधिकांश आधुनिक जीवों के विकासवादी इतिहास में अज्ञात क्षेत्र है।"

इस प्रकार, यह मानवजनित OA घटना प्रभाव में PETM को आसानी से शीर्ष पर ले जाएगी। और, हमें परिवर्तनों को देखने की उम्मीद करनी चाहिए कि परिवर्तन कैसे होता है क्योंकि हमने व्यवस्था को इतना परेशान कर दिया है। अनुवाद: हैरान होने की अपेक्षा करें।

पारिस्थितिकी तंत्र और प्रजाति प्रतिक्रिया

समुद्र के अम्लीकरण और तापमान परिवर्तन दोनों में चालक के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) होता है। और, जबकि वे बातचीत कर सकते हैं, वे समानांतर में नहीं चल रहे हैं। पीएच में परिवर्तन छोटे विचलन के साथ अधिक रैखिक होते हैं, और विभिन्न भौगोलिक स्थानों में अधिक समरूप होते हैं। व्यापक विचलन के साथ तापमान कहीं अधिक परिवर्तनशील है, और स्थानिक रूप से काफी परिवर्तनशील है।

तापमान समुद्र में परिवर्तन का प्रमुख चालक है। इस प्रकार, यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि परिवर्तन प्रजातियों के वितरण में उस हद तक बदलाव का कारण बन रहा है जिस हद तक वे अनुकूलन कर सकते हैं। और हमें यह याद रखना होगा कि सभी प्रजातियों की अनुकूलन क्षमता की सीमा होती है। बेशक, कुछ प्रजातियाँ दूसरों की तुलना में अधिक संवेदनशील रहती हैं क्योंकि उनके पास तापमान की संकीर्ण सीमाएँ होती हैं जिसमें वे पनपते हैं। और, अन्य तनावों की तरह, अत्यधिक तापमान उच्च CO2 के प्रभावों के प्रति संवेदनशीलता बढ़ाता है।

मार्ग ऐसा दिखता है:

सीओ 2 उत्सर्जन → OA → जैवभौतिक प्रभाव → पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं का नुकसान (उदाहरण के लिए एक चट्टान मर जाती है, और अब तूफान का बढ़ना बंद नहीं होता है) → सामाजिक-आर्थिक प्रभाव (जब तूफ़ान शहर के घाट को बाहर निकालता है)

एक ही समय में ध्यान दें कि पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं की मांग जनसंख्या वृद्धि और आय (धन) में वृद्धि के साथ बढ़ रही है।

प्रभावों को देखने के लिए, वैज्ञानिकों ने यथास्थिति बनाए रखने की तुलना में विभिन्न न्यूनीकरण परिदृश्यों (पीएच परिवर्तन की विभिन्न दरों) की जांच की है जो जोखिम:

विविधता का सरलीकरण (40% तक), और इस प्रकार पारिस्थितिकी तंत्र की गुणवत्ता में कमी
बहुतायत पर बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं पड़ता है
विभिन्न प्रजातियों का औसत आकार 50% घट जाता है
OA के कारण कैल्सिफायर (जीव जिनकी संरचना कैल्शियम-आधारित सामग्री से बनी है) द्वारा प्रभुत्व से दूर हो जाते हैं:

कोरल के जीवित रहने की कोई उम्मीद नहीं है जो जीवित रहने के लिए एक निश्चित पीएच पर पूरी तरह से पानी पर निर्भर हैं (और ठंडे पानी के कोरल के लिए, गर्म तापमान समस्या को बढ़ा देगा);
गैस्ट्रोपोड (पतले खोल वाले समुद्री घोंघे) मोलस्क में सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं;
एक्सोस्केलेटन-असर वाले जलीय अकशेरूकीय पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है, जिसमें मोलस्क, क्रस्टेशियन और इचिनोडर्म्स की विभिन्न प्रजातियां शामिल हैं (क्लैम, लॉबस्टर और अर्चिन सोचें)
प्रजातियों की इस श्रेणी के भीतर, आर्थ्रोपोड (जैसे झींगा) उतने खराब नहीं हैं, लेकिन उनकी गिरावट का एक स्पष्ट संकेत है

अन्य अकशेरूकीय तेजी से अनुकूलित होते हैं (जैसे जेलिफ़िश या कीड़े)
मछली, बहुत अधिक नहीं, और मछली के पास प्रवास करने के लिए कोई स्थान नहीं हो सकता है (उदाहरण के लिए दक्षिण पूर्व ऑस्ट्रेलिया में)
समुद्री पौधों के लिए कुछ सफलता जो CO2 के उपभोग पर पनप सकती है
कुछ विकास अपेक्षाकृत कम समय के पैमाने पर हो सकते हैं, जिसका अर्थ आशा हो सकता है
पीएच सहिष्णुता के लिए स्थायी अनुवांशिक भिन्नता से प्रजातियों के भीतर कम संवेदनशील प्रजातियों या आबादी द्वारा विकासवादी बचाव (हम इसे प्रजनन प्रयोगों से देख सकते हैं; या नए उत्परिवर्तन (जो दुर्लभ हैं) से देख सकते हैं)

तो, मुख्य प्रश्न बना रहता है: कौन सी प्रजातियां OA से प्रभावित होंगी? हमारे पास उत्तर का एक अच्छा विचार है: बाइवलेव्स, क्रस्टेशियन, कैल्सिफायर के शिकारियों और सामान्य रूप से शीर्ष शिकारियों। यह कल्पना करना मुश्किल नहीं है कि अकेले शंख, समुद्री भोजन और गोता पर्यटन उद्योगों के लिए वित्तीय परिणाम कितने गंभीर होंगे, आपूर्तिकर्ताओं और सेवा के नेटवर्क में बहुत कम अन्य। और समस्या की विकरालता को देखते हुए, समाधानों पर ध्यान केंद्रित करना कठिन हो सकता है।

हमारी प्रतिक्रिया क्या होनी चाहिए

बढ़ता CO2 मूल कारण है (बीमारी का) [लेकिन धूम्रपान की तरह, धूम्रपान करने वाले को छोड़ना बहुत कठिन है]

हमें लक्षणों का इलाज करना चाहिए [उच्च रक्तचाप, वातस्फीति]
हमें अन्य तनावों को कम करना चाहिए [शराब पीने और अधिक खाने पर कटौती]

समुद्र के अम्लीकरण के स्रोतों को कम करने के लिए वैश्विक और स्थानीय दोनों स्तरों पर निरंतर स्रोत में कमी के प्रयासों की आवश्यकता है। वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन दुनिया के महासागरों के पैमाने पर समुद्र के अम्लीकरण का सबसे बड़ा चालक है, इसलिए हमें उन्हें कम करना चाहिए। बिंदु स्रोतों, गैर-बिंदु स्रोतों और प्राकृतिक स्रोतों से नाइट्रोजन और कार्बन के स्थानीय जोड़ समुद्र के अम्लीकरण के प्रभावों को बढ़ा सकते हैं, जिससे पीएच में कमी को और तेज किया जा सकता है। स्थानीय वायु प्रदूषण (विशेष रूप से कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और सल्फर ऑक्साइड) का जमाव भी पीएच और अम्लीकरण को कम करने में योगदान कर सकता है। स्थानीय कार्रवाई अम्लीकरण की गति को धीमा करने में मदद कर सकती है। इसलिए, हमें अम्लीकरण में योगदान देने वाली प्रमुख मानवजनित और प्राकृतिक प्रक्रियाओं की मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता है।

समुद्र के अम्लीकरण को संबोधित करने के लिए प्राथमिकता, निकट अवधि की कार्रवाई की वस्तुएं निम्नलिखित हैं।

1. हमारे महासागरों के अम्लीकरण को कम करने और उलटने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के वैश्विक उत्सर्जन को जल्दी और महत्वपूर्ण रूप से कम करें।
2. छोटे और बड़े ऑन-साइट सीवेज सिस्टम, नगरपालिका अपशिष्ट जल सुविधाओं और कृषि से समुद्री जल में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों को सीमित करें, इस प्रकार अनुकूलन और अस्तित्व का समर्थन करने के लिए समुद्र के जीवन पर तनाव को सीमित करें।
3. प्रभावी स्वच्छ जल निगरानी और सर्वोत्तम प्रबंधन प्रथाओं को लागू करें, साथ ही मौजूदा और/या नए जल गुणवत्ता मानकों को संशोधित करें ताकि उन्हें समुद्र के अम्लीकरण के लिए प्रासंगिक बनाया जा सके।
4. शेलफिश और अन्य कमजोर समुद्री प्रजातियों में समुद्र के अम्लीकरण सहिष्णुता के लिए चयनात्मक प्रजनन की जांच करें।
5. समुद्र के अम्लीकरण से संभावित रिफ्यूज में समुद्री जल और प्रजातियों की पहचान, निगरानी और प्रबंधन करें ताकि वे समवर्ती तनावों को सहन कर सकें।
6. वैज्ञानिकों, प्रबंधकों और शेलफिश उत्पादकों के बीच सहयोग को बढ़ावा देने के लिए जल रसायन चर और शेलफिश उत्पादन और हैचरी और प्राकृतिक वातावरण में अस्तित्व के बीच संबंध को समझें। और, एक आपातकालीन चेतावनी और प्रतिक्रिया क्षमता स्थापित करें जब निगरानी कम पीएच पानी में एक स्पाइक इंगित करती है जो संवेदनशील निवास स्थान या शेलफिश उद्योग के संचालन के लिए खतरा है।
7. समुद्री घास, मैंग्रोव, दलदली घास आदि को पुनर्स्थापित करें जो समुद्री जल में घुले हुए कार्बन को ग्रहण करेंगे और उन्हें ठीक करेंगे और उन समुद्री जल के पीएच में स्थानीय रूप से (या धीमी) परिवर्तन को रोकेंगे
8. समुद्र के अम्लीकरण की समस्या और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र, अर्थव्यवस्था और संस्कृतियों के लिए इसके परिणामों के बारे में जनता को शिक्षित करें

अच्छी खबर यह है कि इन सभी मोर्चों पर प्रगति हो रही है। विश्व स्तर पर, दसियों हज़ार लोग अंतर्राष्ट्रीय, राष्ट्रीय और स्थानीय स्तरों पर ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन (CO2 सहित) को कम करने के लिए काम कर रहे हैं (आइटम 1)। और, संयुक्त राज्य अमेरिका में, आइटम 8 महासागर संरक्षण में हमारे दोस्तों द्वारा समन्वित एनजीओ के गठबंधन का प्राथमिक फोकस है। आइटम 7 के लिए, TOF होस्ट करता है क्षतिग्रस्त समुद्री घास के मैदानों को पुनर्स्थापित करने का हमारा अपना प्रयास. लेकिन, आइटम 2-7 के लिए एक रोमांचक विकास में, हम चार तटीय राज्यों में प्रमुख राज्य निर्णय निर्माताओं के साथ काम कर रहे हैं ताकि ओए को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किए गए कानून को विकसित, साझा और पेश किया जा सके। वाशिंगटन और ओरेगन के तटीय जल में शंख और अन्य समुद्री जीवन पर समुद्र के अम्लीकरण के मौजूदा प्रभावों ने कई तरीकों से कार्रवाई को प्रेरित किया है।

सम्मेलन में सभी वक्ताओं ने यह स्पष्ट किया कि अधिक जानकारी की आवश्यकता है - विशेष रूप से जहां पीएच तेजी से बदल रहा है, कौन सी प्रजातियां फलने-फूलने, जीवित रहने या अनुकूलन करने में सक्षम होंगी, और स्थानीय और क्षेत्रीय रणनीतियां जो काम कर रही हैं। साथ ही, सबक यह था कि भले ही हम महासागर अम्लीकरण के बारे में जानना चाहते हैं, हम सब कुछ नहीं जानते हैं, हम इसके प्रभावों को कम करने के लिए कदम उठा सकते हैं और हमें कदम उठाने चाहिए। हम समाधानों का समर्थन करने के लिए अपने दाताओं, सलाहकारों और टीओएफ समुदाय के अन्य सदस्यों के साथ काम करना जारी रखेंगे।