De oceaan lijdt aan hypercapnie

Begin mei bracht ik door in Van Diemen's Land, een strafkolonie die in 1803 door Groot-Brittannië werd gesticht. Tegenwoordig staat het bekend als Tasmanië, een van de zes oorspronkelijke koloniën die een staat werden in het moderne Australië. Zoals je je misschien kunt voorstellen, is de geschiedenis van deze plek duister en erg verontrustend. Daardoor leek het een geschikte plek om elkaar te ontmoeten en te praten over een knagende angst, een gevreesde plaag die bekend staat als oceaanverzuring.

330 wetenschappers van over de hele wereld kwamen bijeen voor de vierjaarlijkse oceaan tijdens een High CO2 World Symposium, dat van 3 tot 6 mei werd gehouden in de hoofdstad van Tasmanië, Hobart. effect op de oceaan is een gesprek over oceaanverzuring.  De achtergrond-pH van de oceaan daalt – en de effecten kunnen overal worden gemeten. Op het symposium gaven wetenschappers 218 presentaties en deelden 109 posters om uit te leggen wat er bekend is over oceaanverzuring, en wat er wordt geleerd over de cumulatieve interactie met andere oceaanstressoren.

De zuurgraad van de oceaan is in minder dan 30 jaar met ongeveer 100% toegenomen.

Dit is de snelste toename in 300 miljoen jaar; en is 20 keer sneller dan de meest recente gebeurtenis van snelle verzuring, die 56 miljoen jaar geleden plaatsvond tijdens het Paleoceen-Eoceen Thermal Maximum (PETM). Langzame verandering maakt aanpassing mogelijk. Snelle verandering geeft geen tijd of ruimte voor aanpassing of biologische evolutie van ecosystemen en soorten, noch de menselijke gemeenschappen die afhankelijk zijn van de gezondheid van die ecosystemen.

Dit was de vierde oceaan in een High CO2 World Symposium. Sinds de eerste bijeenkomst in 2000 is het symposium geëvolueerd van een bijeenkomst om de vroege wetenschap over het wat en waar van oceaanverzuring te delen. Nu bevestigt de bijeenkomst de groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal over de basisprincipes van de veranderende chemie van de oceaan, maar is veel meer gericht op het beoordelen en projecteren van complexe ecologische en sociale effecten. Dankzij snelle vooruitgang in het begrip van oceaanverzuring, kijken we nu naar de fysiologische en gedragseffecten van oceaanverzuring op soorten, de interacties tussen deze effecten en andere oceaanstressoren, en hoe deze effecten ecosystemen veranderen en de diversiteit en gemeenschapsstructuur beïnvloeden in oceaanhabitats.

Ik beschouw deze bijeenkomst als een van de meest ongelooflijke voorbeelden van samenwerking in reactie op een crisis die ik heb mogen bijwonen. De bijeenkomsten zijn rijk aan kameraadschap en samenwerking, misschien dankzij de deelname van zoveel jonge vrouwen en mannen in het veld. Deze bijeenkomst is ook ongebruikelijk omdat er zo veel vrouwen in leidinggevende functies dienen en op de sprekerslijst staan. Ik denk dat kan worden gesteld dat het resultaat een exponentiële vooruitgang is geweest in de wetenschap en het begrip van deze zich ontvouwende ramp. Wetenschappers hebben op elkaars schouders gestaan ​​en wereldwijd begrip versneld door samenwerking, het minimaliseren van veldslagen, competitie en uitingen van ego.

Helaas staat het goede gevoel dat wordt veroorzaakt door de kameraadschap en de aanzienlijke deelname van jonge wetenschappers in schril contrast met het deprimerende nieuws. Onze wetenschappers bevestigen dat de mensheid wordt geconfronteerd met een ramp van monumentale proporties.

Verzuring van de oceaan

1. Is het resultaat van elk jaar 10 gigaton koolstof in de oceaan stoppen

2. Heeft seizoensgebonden en ruimtelijke en fotosynthese-ademhalingsvariabiliteit

3. Verandert het vermogen van de oceaan om zuurstof te genereren

4. Onderdrukt immuunresponsen van vele soorten oceaandieren

5. Verhoogt de energiekosten om schelpen en rifstructuren te vormen

6. Verandert geluidsoverdracht in water

7. Beïnvloedt olfactorische signalen die dieren in staat stellen prooien te vinden, zichzelf te verdedigen en te overleven

8. Vermindert zowel de kwaliteit als zelfs de smaak van voedsel vanwege de interacties die meer toxische verbindingen genereren

9. Verergert hypoxische zones en andere gevolgen van menselijke activiteiten

Verzuring van de oceaan en opwarming van de aarde zullen samenwerken met andere antropogene stressfactoren. We beginnen nog steeds te begrijpen hoe de mogelijke interacties eruit zullen zien. Er is bijvoorbeeld vastgesteld dat de interactie van hypoxie en verzuring van de oceaan de deoxygenatie van kustwateren verergert.

Hoewel de verzuring van de oceaan een wereldwijd probleem is, zullen de bestaansmiddelen aan de kust nadelig worden beïnvloed door de verzuring van de oceaan en de klimaatverandering. Er zijn dus lokale gegevens nodig om de lokale aanpassing te definiëren en te informeren. Door lokale gegevens te verzamelen en te analyseren, kunnen we beter in staat zijn om oceaanveranderingen op meerdere schalen te voorspellen, en vervolgens management- en beleidsstructuren aanpassen om lokale stressoren aan te pakken die de gevolgen van een lagere pH kunnen verergeren.

Er zijn enorme uitdagingen bij het observeren van oceaanverzuring: variabiliteit van chemische veranderingen in tijd en ruimte, die kunnen worden gecombineerd met meerdere stressoren en resulteren in meerdere mogelijke diagnoses. Wanneer we veel drivers combineren en de complexe analyse uitvoeren om te bepalen hoe ze cumuleren en op elkaar inwerken, weten we dat het omslagpunt (triggering of extinctie) zeer waarschijnlijk buiten de normale variabiliteit ligt, en sneller dan het evolutievermogen voor sommige van de meer complexe organismen. Meer stressoren betekenen dus meer risico op instorting van het ecosysteem. Omdat overlevingscurven van soorten niet lineair zijn, zullen zowel ecologische als ecotoxicologische theorieën nodig zijn.

Waarneming van oceaanverzuring moet dus worden ontworpen om de complexiteit van de wetenschap, de meerdere factoren, de ruimtelijke variabiliteit en de behoefte aan tijdreeksen te integreren om een ​​nauwkeurig begrip te krijgen. Multidimensionale experimenten (waarbij wordt gekeken naar temperatuur, zuurstof, pH, enz.) die meer voorspellende kracht hebben, verdienen de voorkeur vanwege de dringende behoefte aan meer begrip.

Uitgebreide monitoring zal ook bevestigen dat verandering sneller plaatsvindt dan de wetenschap volledig kan worden toegepast om zowel de verandering als het effect ervan op lokale en regionale systemen te begrijpen. We moeten dus het feit omarmen dat we beslissingen gaan nemen onder onzekerheid. In de tussentijd is het goede nieuws dat een (no-regrets)-veerkrachtbenadering het raamwerk kan zijn voor het vormgeven van praktische antwoorden op de negatieve biologische en ecologische effecten van oceaanverzuring. Dit vereist systeemdenken in de zin dat we ons kunnen richten op bekende exacerbators en accelerators, terwijl we bekende mitigators en adaptieve reacties verbeteren. We moeten de opbouw van lokale aanpassingscapaciteit op gang brengen; waardoor een cultuur van aanpassing wordt opgebouwd. Een cultuur die samenwerking bevordert bij het vormgeven van beleid, de voorwaarden schept voor positieve aanpassing en het vinden van de juiste stimulansen.

We weten dat extreme gebeurtenissen dergelijke prikkels kunnen creëren voor samenwerking op het gebied van sociaal kapitaal en een positieve gemeenschapsethiek. We kunnen nu al zien dat de verzuring van de oceaan een catastrofe is die het zelfbestuur van de gemeenschap stimuleert, gekoppeld aan samenwerking, het mogelijk maken van sociale voorwaarden en de ethiek van de gemeenschap voor aanpassing. In de VS hebben we meerdere voorbeelden van reacties op de verzuring van de oceaan op basis van informatie van wetenschappers en beleidsmakers op staatsniveau, en we streven naar meer.

Als voorbeeld van een specifieke, coöperatieve aanpassingsstrategie is er het aangaan van de uitdaging van door de mens veroorzaakte hypoxie door het aanpakken van bronnen van nutriënten op het land en organische verontreinigende stoffen. Dergelijke activiteiten verminderen de verrijking met voedingsstoffen, wat een hoog niveau van biologische ademhalingsde-oxygenatie bevordert). We kunnen ook overtollig koolstofdioxide uit kustwateren halen door aanplant en bescherming van zeegrasweiden, mangrovebossen en zoutwatermoerasplanten.  Beide activiteiten kunnen de lokale waterkwaliteit verbeteren in een poging om de algehele veerkracht van het systeem op te bouwen, terwijl ze tal van andere voordelen bieden voor zowel het levensonderhoud van de kust als de gezondheid van de oceaan.

Wat anders kunnen we doen? We kunnen tegelijkertijd voorzorg en proactief zijn. Eiland- en oceaanstaten in de Stille Oceaan kunnen worden ondersteund bij inspanningen om vervuiling en overbevissing te verminderen. Overigens moet de mogelijkheid dat verzuring van de oceaan een negatief effect heeft op de toekomstige primaire productie van de oceaan gisteren worden opgenomen in ons nationale visserijbeleid.

We hebben een morele, ecologische en economische noodzaak om de CO2-uitstoot zo snel mogelijk te verminderen.

Beestjes en mensen zijn afhankelijk van een gezonde oceaan, en de effecten van menselijke activiteiten op de oceaan hebben al aanzienlijke schade toegebracht aan het leven erin. Steeds meer mensen zijn ook het slachtoffer van de ecosysteemverandering die we aan het creëren zijn.

Onze hoge CO2-wereld is dat al here.  

De wetenschappers zijn het eens over de ernstige gevolgen van de aanhoudende verzuring van het oceaanwater. Ze zijn het eens over het bewijs dat de waarschijnlijkheid ondersteunt dat negatieve gevolgen zullen worden verergerd door gelijktijdige stressoren van menselijke activiteiten. Men is het erover eens dat er op elk niveau stappen kunnen worden gezet die veerkracht en aanpassing bevorderen. 

Kortom, de wetenschap is er. En we moeten onze monitoring uitbreiden, zodat we de lokale besluitvorming kunnen informeren. Maar we weten wat we moeten doen. We moeten alleen nog de politieke wil vinden om dat te doen.