Океан страдает от гиперкапнии

Я провел начало мая на Земле Ван-Димена, исправительной колонии, основанной Великобританией в 1803 году. Сегодня она известна как Тасмания, одна из шести первоначальных колоний, ставших штатом в современной Австралии. Как вы можете себе представить, история этого места темна и очень тревожна. В результате это казалось подходящим местом, чтобы встретиться и поговорить о всепоглощающем страхе, ужасной чуме, известной как закисление океана.

330 ученых со всего мира собрались на четырехгодичный океанский симпозиум High CO2 World Symposium, который проходил в столице Тасмании Хобарте с 3 по 6 мая. По сути, разговор о высоких уровнях углекислого газа в земной атмосфере и его воздействие на океан — это разговор о подкислении океана.  Фоновый pH океана падает, и последствия можно измерить повсюду. На симпозиуме ученые представили 218 презентаций и поделились 109 плакатами, чтобы объяснить, что известно о закислении океана, а также что известно о его кумулятивном взаимодействии с другими факторами стресса океана.

Кислотность океана увеличилась примерно на 30% менее чем за 100 лет.

Это самый быстрый рост за 300 миллионов лет; и в 20 раз быстрее, чем самое последнее быстрое закисление, которое произошло 56 миллионов лет назад во время палеоцен-эоценового теплового максимума (PETM). Медленное изменение позволяет адаптироваться. Быстрые изменения не дают ни времени, ни пространства для адаптации или биологической эволюции экосистем и видов, а также человеческих сообществ, которые зависят от здоровья этих экосистем.

Это был четвертый океан на Всемирном симпозиуме с высоким содержанием CO2. Со времени первой встречи в 2000 году симпозиум превратился из собрания, посвященного обмену ранними научными данными о том, что и где вызывает подкисление океана. Теперь собрание вновь подтверждает накопление доказательств об основах изменяющегося химического состава океана, но гораздо больше сосредоточено на оценке и прогнозировании сложных экологических и социальных последствий. Благодаря быстрому прогрессу в понимании закисления океана мы теперь изучаем физиологические и поведенческие последствия закисления океана для видов, взаимосвязь между этими воздействиями и другими факторами стресса океана, а также то, как эти воздействия изменяют экосистемы и влияют на разнообразие и структуру сообществ. в океанских местообитаниях.

Я считаю эту встречу одним из самых невероятных примеров сотрудничества в ответ на кризис, на котором мне довелось присутствовать. Встречи наполнены духом товарищества и сотрудничества — возможно, благодаря участию стольких молодых женщин и мужчин в поле. Эта встреча необычна еще и потому, что очень много женщин занимают руководящие должности и фигурируют в списке спикеров. Я думаю, можно доказать, что результатом стал экспоненциальный прогресс в науке и понимании этой разворачивающейся катастрофы. Ученые стояли на плечах друг друга и ускоряли глобальное понимание посредством сотрудничества, сводя к минимуму битвы за сферы влияния, конкуренцию и проявления эгоизма.

К сожалению, хорошее настроение, вызванное духом товарищества и значительным участием молодых ученых, прямо противоположно удручающим новостям. Наши ученые подтверждают, что человечество столкнулось с катастрофой монументальных масштабов.

Окисление океана

1. Является результатом выброса 10 гигатонн углерода в океан каждый год.

2. Имеет сезонную и пространственную изменчивость, а также фотосинтез дыхания

3. Изменяет способность океана генерировать кислород

4. Подавляет иммунный ответ многих видов морских животных

5. Увеличивает затраты энергии на формирование раковин и рифовых структур.

6. Изменяет передачу звука в воде

7. Воздействует на обонятельные сигналы, которые позволяют животным находить добычу, защищаться и выживать.

8. Снижает качество и даже вкус пищи из-за взаимодействия, которое приводит к образованию более токсичных соединений.

9. Усугубляет гипоксические зоны и другие последствия деятельности человека

Подкисление океана и глобальное потепление будут действовать совместно с другими антропогенными факторами стресса. Мы все еще начинаем понимать, как будут выглядеть потенциальные взаимодействия. Например, установлено, что взаимодействие гипоксии и закисления океана ухудшает деоксигенацию прибрежных вод.

В то время как закисление океана является глобальной проблемой, закисление океана и изменение климата отрицательно скажутся на источниках средств к существованию в прибрежных районах, поэтому необходимы местные данные для определения и обоснования местной адаптации. Сбор и анализ местных данных позволяет нам улучшить нашу способность прогнозировать изменения океана в различных масштабах, а затем корректировать структуры управления и политики для устранения местных факторов стресса, которые могут усугублять последствия более низкого pH.

Существуют огромные проблемы в наблюдении за подкислением океана: изменчивость химических изменений во времени и пространстве, которые могут сочетаться с несколькими стрессорами и приводить к множеству возможных диагнозов. Когда мы объединяем множество движущих сил и проводим комплексный анализ, чтобы определить, как они накапливаются и взаимодействуют, мы знаем, что переломный момент (запуск вымирания), скорее всего, будет за пределами нормальной изменчивости и быстрее, чем способность эволюции для некоторых из более сложные организмы. Таким образом, чем больше факторов стресса, тем больше риск разрушения экосистемы. Поскольку кривые показателей выживания видов не являются линейными, потребуются как экологические, так и экотоксикологические теории.

Таким образом, наблюдения за подкислением океана должны быть разработаны с учетом сложности науки, множества движущих сил, пространственной изменчивости и необходимости временных рядов для получения точного понимания. Многомерные эксперименты (по температуре, кислороду, pH и т. д.), обладающие большей предсказательной силой, следует отдавать предпочтение из-за острой необходимости большего понимания.

Расширенный мониторинг также подтвердит, что изменения происходят быстрее, чем наука может быть полностью применена для понимания как изменений, так и их влияния на местные и региональные системы. Таким образом, мы должны принять тот факт, что мы будем принимать решения в условиях неопределенности. В то же время, хорошая новость заключается в том, что подход устойчивости (без сожалений) может стать основой для формирования практических ответов на негативные биологические и экологические последствия закисления океана. Это требует системного мышления в том смысле, что мы можем нацеливаться на известные усугубители и ускорители, одновременно усиливая известные смягчающие факторы и адаптивные реакции. Нам необходимо инициировать создание местного потенциала адаптации; тем самым формируя культуру адаптации. Культура, которая способствует сотрудничеству в разработке политики, создавая условия, способствующие позитивной адаптации и поиску правильных стимулов.

Мы знаем, что экстремальные явления могут создавать такие стимулы для сотрудничества в области социального капитала и позитивной общественной этики. Мы уже видим, что закисление океана — это катастрофа, которая стимулирует общественное самоуправление, связанное с сотрудничеством, созданием благоприятных социальных условий и общественной этики для адаптации. В США у нас есть несколько примеров реагирования на закисление океана, информированных учеными и политиками на уровне штатов, и мы стремимся к большему.

В качестве примера конкретной стратегии совместной адаптации можно привести решение проблемы гипоксии, вызванной деятельностью человека, путем обращения к наземным источникам питательных веществ и органических загрязнителей. Такая деятельность снижает обогащение питательными веществами, что способствует высокому уровню деоксигенации при биологическом дыхании). Мы также можем извлекать излишки углекислого газа из прибрежных вод с помощью посадка и защита лугов из морских водорослей, мангровых лесов и морских болотных растений.  Оба этих вида деятельности могут повысить качество местной воды в целях повышения общей устойчивости системы, обеспечивая при этом множество других преимуществ как для средств к существованию в прибрежных районах, так и для здоровья океана.

Что еще мы можем сделать? Мы можем быть предупредительными и активными одновременно. Государства тихоокеанских островов и океанов могут быть поддержаны в их усилиях по сокращению загрязнения и перелова рыбы. Если уж на то пошло, то возможность того, что закисление океана может оказать негативное влияние на будущую первичную продукцию океана, необходимо вчера включить в нашу национальную политику в области рыболовства.

У нас есть моральный, экологический и экономический императив — как можно быстрее сократить выбросы CO2.

Животные и люди зависят от здорового океана, а воздействие человеческой деятельности на океан уже нанесло значительный вред жизни внутри него. Люди все чаще становятся жертвами изменений экосистемы, которые мы создаем.

Наш мир с высоким содержанием CO2 уже hERE.  

Ученые сходятся во мнении о тяжелых последствиях продолжающегося закисления океанских вод. Они согласны с данными, подтверждающими вероятность того, что негативные последствия будут усугубляться параллельными факторами стресса от деятельности человека. Все согласны с тем, что на каждом уровне можно предпринять шаги, способствующие устойчивости и адаптации. 

Словом, наука есть. И нам нужно расширить наш мониторинг, чтобы мы могли информировать местные органы власти. Но мы знаем, что нам нужно делать. Нам просто нужно найти для этого политическую волю.