Өлүмгө дуушар болгон олуттуу: Кислоталык океандар жана биз эмне кылышыбыз керек

Марк Дж. Спалдинг, The Ocean Foundation президенти

Өткөн жумада мен Монтерейде, Калифорнияда болдум 3-Эл аралык СО2 дүйнөсүндө океан боюнча симпозиумменен бир эле мезгилде болгон «КӨК Океан» кинофестивалы жанындагы мейманканада (бирок бул башка окуя). Симпозиумда мен жүздөгөн башка катышуучуларга кошулуп, билимдин учурдагы абалы жана көтөрүлгөн көмүр кычкыл газынын (СО2) океандарыбыздын ден соолугуна жана андагы жашоого тийгизген таасирин чечүү үчүн потенциалдуу чечимдерди үйрөндүм. Мунун кесепеттерин океандын кычкылдануусу деп атайбыз, анткени биздин океаныбыздын рН төмөндөп, ошентип, биз билгендей океан системаларына олуттуу зыян келтириши мүмкүн.

Ocean чыгара

2012 High CO2 жолугушуусу 2-жылы Монакодо өткөн 2008-жыйынынан чоң секирик болду. 500дөн ашык катышуучулар жана 146 улуттун өкүлдөрүнөн турган 37 спикер, талкууланган маселелерди талкуулоо үчүн чогулушту. Ал социалдык-экономикалык изилдөөлөрдүн биринчи негизги киргизүүнү камтыган. Ал эми негизги көңүл дагы эле деңиз жашоочуларынын океандын кычкылданышына реакциясына жана бул океан системасы үчүн эмнени билдире турганына карабастан, бардыгы акыркы төрт жылда биздин эффекттер жана потенциалдуу чечимдер жөнүндө билимдерибиз бир топ өнүккөндүгүнө макул болушту.

Мен өз кезегинде, окумуштуулар биринин артынан бири океандын кычкылдануусу (ОА) жөнүндөгү илимдин тарыхын, ОА жөнүндөгү илимдин учурдагы абалы жөнүндө маалыматтарды, ошондой эле экосистема жана экономикалык кесепеттер тууралуу спецификалык алгачкы түшүнүктөрүбүздү айтып бергенде таң калып отурдум. кычкылтектин деңгээли төмөн жана кычкылтектүү жылуураак океандын.

Доктор Сэм Дюпонт Свен Ловен Деңиз илимдеринин борборунун Кристинберг айткандай, Швеция:

Биз эмнени билебиз?

Океандын кычкылдануусу реалдуу
Бул түздөн-түз биздин көмүр кычкыл газынан келип чыгат
Бул тез болуп жатат
Таасири анык
Жок болуулар анык
Бул системаларда мурунтан эле көрүнүп турат
Өзгөрүүлөр болот

Ыстык, кычкыл жана дем алуу бир эле оорунун белгилери.

Айрыкча, башка оорулар менен бирге ОА негизги коркунуч болуп калат.

Биз көптөгөн өзгөрүлмөлүүлүктөрдү, ошондой эле оң жана терс таасирин күтө алабыз.

Кээ бир түрлөрү OA астында жүрүм-турумун өзгөртөт.

Биз иш-аракет кылууга жетиштүү билебиз

Биз чоң катастрофалык окуя келе жатканын билебиз

Биз аны кантип алдын алууну билебиз

Биз билбегенибизди билебиз

Биз эмне кылышыбыз керектигин билебиз (илимде)

Биз эмнеге көңүл бураарыбызды билебиз (чечимдерди алып келүү)

Бирок, биз сюрприздерге даяр болушубуз керек; Биз системаны толугу менен бузуп алдык.

Доктор Дюпон өзүнүн комментарийлерин эки баласынын сүрөтү менен жапты:

Мен активист эмесмин, окумуштуумун. Бирок, мен да жоопкерчиликтүү атамын.

Деңизде CO2 топтолушу "мүмкүн болгон катастрофалык биологиялык кесепеттерге алып келиши мүмкүн" деген биринчи ачык билдирүү 1974-жылы жарыяланган (Whitfield, M. 1974. Атмосферада жана деңизде СО2 казылып алынган. Nature 247:523-525.). Төрт жылдан кийин, 1978-жылы, океандагы CO2 аныктоо менен казылып алынган отундардын түз байланышы аныкталган. 1974-1980-жылдары көптөгөн изилдөөлөр океандын щелочтуулугунун чыныгы өзгөрүшүн көрсөтө баштады. Жана, акыры, 2004-жылы, океан кычкылдануу спектри (OA) жалпы илимий коомчулук тарабынан кабыл алынган жана жогорку CO2 симпозиумдар биринчи болуп өттү.

Кийинки жазда деңиз каржылоочулары Монтерейдеги жылдык жолугушуусунда, анын ичинде Монтерей Бей Аквариум Изилдөө Институтунда (MBARI) алдыңкы изилдөөлөрдү көрүү үчүн талаа сапары менен таанышты. Белгилей кетчү нерсе, көбүбүзгө рН шкаласы эмнени билдирерин эстеп коюшубуз керек болчу, бирок ар бир адам орто мектептин илимий класстарында суюктуктарды сынап көрүү үчүн лакмус кагазын колдонууну эстегендей болду. Бактыга жараша, эксперттер рН шкаласы 0дөн 14кө чейин, 7 нейтралдуу экенин түшүндүрүүгө даяр болушкан. рН канчалык төмөн болсо, щелочтуулугу төмөн же кычкылдуулугу жогору дегенди билдирет.

Бул учурда, океандын рНсына болгон алгачкы кызыгуу белгилүү бир натыйжаларды бергени айкын болду. Бизде кээ бир ишенимдүү илимий изилдөөлөр бар, алар океандын рН төмөндөшү менен кээ бир түрлөр өсүп, кээ бирлери аман калат, кээ бирлери алмаштырылат жана көбү жок болуп кетет (күтүлгөн натыйжа - биологиялык ар түрдүүлүктүн жоголушу, бирок биомассанын сакталышы). Бул кеңири тыянак лабораториялык эксперименттердин, талаада экспозициялык эксперименттердин, табигый жогорку CO2 жерлериндеги байкоолордун жана тарыхтагы мурунку ОА окуяларынын фоссил жазууларына багытталган изилдөөлөрдүн натыйжасы.

Океандагы кычкылдануу окуяларынан биз эмнени билебиз

Өнөр жай төңкөрүшүнөн кийин 200 жыл ичинде океандын химиясында жана океан деңизинин бетинин температурасынын өзгөрүшүн байкасак да, контролдук салыштыруу үчүн убакыттын артына барышыбыз керек (бирок өтө эле алыс эмес). Ошентип, Кембрийге чейинки мезгил (Жердин геологиялык тарыхынын алгачкы 7/8-жылдары) бирден-бир жакшы геологиялык аналог катары аныкталган (эгерде окшош түрлөрдөн башка себеп болбосо) жана рН төмөн болгон кээ бир мезгилдерди камтыйт. Бул мурунку мезгилдер төмөнкү рН, төмөнкү кычкылтек деңгээли жана жылуу деңиз бетинин температурасы менен окшош жогорку CO2 дүйнөсүн башынан өткөргөн.

Бирок, тарыхый жазууда бизге тең келе турган эч нерсе жок учурдагы өзгөрүү курсу рН же температура.

Океандагы эң акыркы кычкылдануу окуясы 55 миллион жыл мурун болгон PETM же палеоцен-эоцендик жылуулук максималдуу деп аталат жана бул биздин эң жакшы салыштыруу. Бул тездик менен болгон (болжол менен 2,000 жыл) 50,000 XNUMX жылга созулган. Бизде бул үчүн күчтүү маалыматтар/далилдер бар, ошондуктан илимпоздор аны көмүртектин массалык чыгаруу үчүн эң мыкты аналогу катары колдонушат.

Бирок, бул идеалдуу аналоги эмес. Биз бул релиздерди петаграммалар менен өлчөйбүз. PgC көмүртектин петаграммалары: 1 петаграмма = 1015 грамм = 1 миллиард метрикалык тонна. PETM бир нече миң жыл ичинде 3,000 PgC чыгарылган мезгилди билдирет. Эң негизгиси, акыркы 270 жылдагы өзгөрүү ылдамдыгы (өнөр жай революциясы), анткени биз планетабыздын атмосферасына 5,000 PgC көмүртек айдадык. Бул өнөр жай революциясына салыштырмалуу 1 PgC y-1 болгон чыгарууну билдирет, бул 9 PgC y-1. Же, эгерде сиз мендей эл аралык укуктун адамы болсоңуз, анда бул биздин үч кылымдан аз убакыттын ичинде эмне кылганыбыз ачык чындык экенин көрсөтүп турат. 10 эсе начар PETMде океандагы жок болуп кетүү окуяларына эмне себеп болду.

PETM океанды кычкылдандыруу окуясы глобалдык океан системаларында чоң өзгөрүүлөрдү, анын ичинде кээ бир жок болууларды алып келди. Кызыктуусу, илим жалпы биомасса динофлагеллат гүлдөгөн жана башка түрлөрдүн жоготуу ордун толтурган ушуга окшош окуялар менен бир калыпта экенин көрсөтүп турат. Жалпысынан алганда, геологиялык эсепке алуу кесепеттерин кенен спектрин көрсөтөт: гүлдөө, жок болуу, айлануу, кальцификация жана эргежээлдик. Ошентип, OA өзгөрүү ылдамдыгы биздин көмүртектин эмиссиясынын азыркы ылдамдыгынан бир топ жайыраак болгондо да олуттуу биотикалык реакцияны пайда кылат. Бирок, ал бир топ жайыраак болгондуктан, "келечек - көпчүлүк заманбап организмдердин эволюциялык тарыхында такталбаган аймак".

Ошентип, бул антропогендик ОА окуясы таасири боюнча PETM жонокой жогору болот. ЖАНА, биз системанын бузулушуна байланыштуу өзгөрүүлөрдүн кандайча болуп жатканын күтүшүбүз керек. Котормосу: Таң калууну күтүңүз.

Экосистема жана түрлөрдүн реакциясы

Океандагы кычкылдануу жана температуранын өзгөрүшү да кыймылдаткыч катары көмүр кычкыл газына (СО2) ээ. Жана, алар өз ара аракеттене алышат, бирок алар параллелдүү иштешпейт. рНнын өзгөрүшү сызыктуураак, четтөөлөр азыраак жана ар кандай географиялык мейкиндиктерде бир тектүү болот. Температура алда канча өзгөрүлмөлүү, кең четтөөлөр менен жана мейкиндик боюнча олуттуу өзгөрүлмө.

Температура океандагы өзгөрүүлөрдүн негизги кыймылдаткычы болуп саналат. Ошентип, өзгөрүү түрлөрдүн ыңгайлаша алгыдай даражада бөлүштүрүлүшүнө түрткү болуп жатканы таң калыштуу эмес. Жана биз бардык түрлөрдүн көнүү жөндөмдүүлүгүнүн чеги бар экенин унутпашыбыз керек. Албетте, кээ бир түрлөр башкаларга караганда сезгич бойдон калууда, анткени алар гүлдөп өскөн температуранын тар чектерине ээ. Жана башка стресстер сыяктуу эле, температуранын экстремалдары жогорку CO2 таасирине сезгичтикти жогорулатат.

Жол төмөнкүдөй көрүнөт:

CO2 эмиссиялары → OA → биофизикалык таасир → экосистемалык кызматтарды жоготуу (мисалы, риф өлөт жана мындан ары бороон-чапкындарды токтотпойт) → социалдык-экономикалык таасири (бороон-чапкын шаардын пирсин алып салганда)

Ошол эле учурда экосистемалык кызматтарга суроо-талап калктын өсүшү жана кирешенин (байлыктын) көбөйүшү менен өсүп жатканын белгилей кетүү керек.

Окумуштуулар кесепеттерди карап чыгуу үчүн ар кандай жумшартуу сценарийлерин (рН өзгөрүшүнүн ар кандай темптери) карап чыгышты, бул тобокелдиктердин статус-квосун сактоо менен салыштырганда:

Ар түрдүүлүктү жөнөкөйлөтүү (40%ке чейин), демек экосистеманын сапатынын төмөндөшү
молчулукка таасири аз же такыр жок
Ар кандай түрлөрдүн орточо өлчөмү 50% га төмөндөйт
ОА кальцификаторлордун (түзүлүшү кальций негизиндеги материалдан түзүлгөн организмдер) үстөмдүк кылуудан баш тартууга алып келет:

Белгилүү бир рНдагы сууга толугу менен көз каранды болгон кораллдардын жашоосуна эч кандай үмүт жок (ал эми муздак суу маржандары үчүн, жылуу температура көйгөйдү ого бетер курчутат);
Гастроподдор (ичке кабыкчалуу деңиз үлүлдөрү) моллюскалардын эң сезимталдары;
Экзоскелети бар суу омурткасыздарга, анын ичинде моллюскалардын, рак сымалдардын жана эхинодермалардын ар кандай түрлөрүнө чоң таасирин тийгизет (молюскалар, омарлар жана кирпилер)
Түрлөрдүн бул категориясынын ичинде муунак буттуулар (мисалы, чаяндар) анчалык деле жаман эмес, бирок алардын азайгандыгынын ачык белгиси бар.

Башка омурткасыздар тезирээк ыңгайлашат (мисалы, медузалар же курттар)
Балык, анчалык деле көп эмес, ошондой эле балыктын да көчүп кете турган жери жок болушу мүмкүн (мисалы, Австралияда)
CO2 керектөө менен гүлдөшү мүмкүн болгон деңиз өсүмдүктөрү үчүн кээ бир ийгилик
Кээ бир эволюция салыштырмалуу кыска убакыттын масштабында болушу мүмкүн, бул үмүттү билдирет
Азыраак сезгич түрлөрдүн же түрлөрдүн ичиндеги популяциялардын рН толеранттуулугу үчүн туруктуу генетикалык вариациядан эволюциялык куткаруу (биз муну селекциялык эксперименттерден көрө алабыз; же жаңы мутациялардан (сейрек кездешет))

Ошентип, негизги суроо бойдон калууда: ОА кайсы түргө таасир этет? Жоопту биз жакшы түшүнөбүз: кош капкалуулар, рак сымалдуулар, кальцификаторлордун жырткычтары жана жалпысынан жогорку жырткычтар. Жеткирүүчүлөр жана тейлөө тармагындагы башкалардан азыраак, бир гана моллюскалар, деңиз азыктары жана дайвинг туризми тармактары үчүн финансылык кесепеттер канчалык оор болорун элестетүү кыйын эмес. Ал эми маселенин эбегейсиз зордугуна карабастан, аны чечүү жолдоруна көңүл буруу кыйын болушу мүмкүн.

Биздин жооп кандай болушу керек

Көбөйгөн СО2 (оорунун) түпкү себеби болуп саналат [бирок тамеки чегүү сыяктуу, тамекини таштоо абдан кыйын]

Биз симптомдорду дарылоо керек [жогорку кан басымы, эмфизема]
Биз башка стресстерди азайтышыбыз керек [ичүүнү жана ашыкча тамактанууну кыскартуу]

Океандын кычкылдануу булактарын азайтуу глобалдык жана жергиликтүү масштабда булакты кыскартуу боюнча туруктуу аракеттерди талап кылат. Көмүр кычкыл газынын глобалдык эмиссиясы дүйнөлүк океан масштабында океандын кычкылданышынын эң чоң кыймылдаткычы, ошондуктан биз аларды азайтышыбыз керек. Чекиттик булактардан, чекиттүү эмес булактардан жана табигый булактардан азот менен көмүртектин жергиликтүү кошумчалары рНнын төмөндөшүн андан ары тездетүүчү шарттарды түзүү аркылуу океандын кычкылдануу таасирин күчөтүшү мүмкүн. Жергиликтүү абанын булганышы (өзгөчө көмүр кычкыл газы, азот жана күкүрт кычкылы) рН жана кычкылдануу деңгээлинин төмөндөшүнө салым кошо алат. Жергиликтүү иш-аракет кычкылдануу темпин жайлатууга жардам берет. Ошентип, биз кычкылданууга көмөктөшүүчү негизги антропогендик жана табигый процесстерди сандык эсепке алышыбыз керек.

Төмөнкүлөр океандардын кычкылдануусун чечүү үчүн артыкчылыктуу, жакынкы мөөнөттүү иш-аракеттер болуп саналат.

1. Биздин океандардын кычкылдануусун азайтуу жана кайтаруу үчүн көмүр кычкыл газынын глобалдык эмиссиясын тез жана олуттуу кыскартуу.
2. Майда жана чоң канализация системаларынан, муниципалдык саркынды суулардан жана айыл чарбадан деңиз сууларына кирүүчү аш болумдуу заттардын агындыларын чектөө, ошону менен океандагы жашоого ыңгайлашууну жана жашоону колдоо үчүн стресс факторлорун чектөө.
3. Таза суунун эффективдүү мониторингин жана башкаруунун эң мыкты тажрыйбаларын ишке ашыруу, ошондой эле океандардын кычкылданышына ылайыктуу болушу үчүн суунун сапаты боюнча учурдагы стандарттарды кайра карап чыгуу жана/же жаңы кабыл алуу.
4. Моллюскалардын жана башка аялуу деңиз түрлөрүнүн океандын кычкылдануу толеранттуулугун тандоо боюнча изилдөө.
5. Океандын кычкылдануусунан потенциалдуу баш калкалоочу жайлардагы деңиз сууларын жана түрлөрүн аныктоо, мониторинг жүргүзүү жана башкаруу, алар бир мезгилдеги стресстерге туруштук бериши үчүн.
6. Окумуштуулардын, менеджерлердин жана моллюскаларды өстүрүүчүлөрдүн ортосундагы кызматташтыкты илгерилетүү, суу химиясынын өзгөрмөлөрү менен моллюскалардын өндүрүшүнүн жана инкубациялык заводдордо жана табигый чөйрөдө жашоонун ортосундагы байланышты түшүнүү. Ошондой эле, мониторинг сезгич жашоо чөйрөсүнө же моллюскалардын өнөр жай иштерине коркунуч туудурган төмөн рН суунун кескин көтөрүлүшүн көрсөткөндө, өзгөчө кырдаалдар жөнүндө эскертүү жана жооп кайтаруу мүмкүнчүлүгүн орнотуңуз.
7. Деңиз сууларында эриген көмүртектерди алып, беките турган чычырканактарды, мангрларды, саз чөптөрүн ж.б. калыбына келтириңиз жана ошол деңиз сууларынын рНсынын өзгөрүшүнө локалдык түрдө жол бербөө (же жай)
8. Океандын кычкылдануу проблемасы жана анын деңиз экосистемалары, экономикасы жана маданияты үчүн кесепеттери жөнүндө коомчулукка билим берүү

Жакшы кабар бул фронттордун бардыгында прогресс болуп жатат. Дүйнө жүзү боюнча он миңдеген адамдар эл аралык, улуттук жана жергиликтүү деңгээлде парник газдарынын (анын ичинде CO2) чыгарылышын азайтуу үчүн иштеп жатышат (1-пункт). Ал эми АКШда 8-пункт Океан Консервансидеги биздин досторубуз тарабынан координацияланган бейөкмөт уюмдардын коалициясынын негизги багыты болуп саналат. 7-пункт үчүн, TOF хосттору зыянга учураган чычырканак шалбааларын калыбына келтируу боюнча езубуздун аракетибиз. Бирок, 2-7-пункттар үчүн кызыктуу иштеп чыгууда биз жээктеги төрт штаттын негизги мамлекеттик чечимдерди кабыл алуучу органдары менен OA маселесин чечүү үчүн иштелип чыккан мыйзамдарды иштеп чыгуу, бөлүшүү жана киргизүү үчүн иштеп жатабыз. Вашингтон менен Орегондун жээктеги сууларындагы моллюскаларга жана башка деңиз жашоолоруна океандын кычкылдануусунун учурдагы таасирлери бир нече жол менен иш-аракеттерди шыктандырды.

Конференцияда чыгып сүйлөгөндөрдүн баары көбүрөөк маалымат керек экенин ачык айтышты, айрыкча, рН кайда тез өзгөрүп жатканы, кайсы түрлөр өнүгүп, жашап же ыңгайлаша ала тургандыгы, ошондой эле иштеп жаткан жергиликтүү жана аймактык стратегиялар жөнүндө. Ошол эле учурда, биз океандын кычкылдануусу жөнүндө билгибиз келген нерселердин бардыгын билбесек да, анын кесепеттерин азайтуу үчүн чараларды көрө алабыз жана көрүшүбүз керек. Чечимдерди колдоо үчүн биз донорлорубуз, кеңешчилерибиз жана TOF коомчулугунун башка мүчөлөрү менен иштешүүнү улантабыз.