Смртоносно озбиљно: кисели океани и шта морамо да урадимо

од Марка Ј. Спалдинга, председника Тхе Оцеан Фоундатион

Прошле недеље сам био у Монтереју, Калифорнија за 3. међународни симпозијум о океану у свету високог ЦО2, што је било истовремено са БЛУЕ Оцеан Филм Фестивал у суседном хотелу (али то је сасвим друга прича). На симпозијуму сам се придружио стотинама других учесника у учењу о тренутном стању знања и потенцијалним решењима за решавање ефеката повишеног угљен-диоксида (ЦО2) на здравље наших океана и живот у њима. Последице називамо закисељавањем океана јер пХ нашег океана постаје све нижи, а самим тим и киселији, са значајном потенцијалном штетом по океанске системе какве познајемо.

Оцеан Ацидифицатион

Састанак о високом ЦО2012 2. био је велики скок у односу на 2. састанак у Монаку 2008. Преко 500 учесника и 146 говорника, који су представљали 37 нација, окупило се да разговарају о проблемима. То је укључивало прво веће укључивање социо-економских студија. И док је примарни фокус и даље био на одговорима организама морског живота на закисељавање океана и шта то значи за океански систем, сви су се сложили да је наше знање о ефектима и потенцијалним решењима значајно напредовало у последње четири године.

Са своје стране, седео сам задивљен док су један научник за другим износили историју науке око ацидификације океана (ОА), информације о тренутном стању научног знања о ОА и наше прве наговештаје специфичности о екосистему и економским последицама топлијег океана који је киселији и има нижи ниво кисеоника.

Као што је рекао др Сем Дупонт из Центра за морске науке Свен Ловен – Кристинеберг, Шведска:

Шта знамо?

Закисељавање океана је стварно
То директно долази од наших емисија угљеника
То се дешава брзо
Утицај је сигуран
Изумирања су извесна
То је већ видљиво у системима
Промена ће се десити

Вруће, кисело и без даха су симптоми исте болести.

Нарочито када се комбинује са другим болестима, ОА постаје велика претња.

Можемо очекивати много варијабилности, као и позитивне и негативне ефекте преноса.

Неке врсте ће променити понашање под ОА.

Знамо довољно да делујемо

Знамо да долази велики катастрофалан догађај

Знамо како да то спречимо

Знамо оно што не знамо

Знамо шта треба да радимо (у науци)

Знамо на шта ћемо се фокусирати (доношење решења)

Али, треба да будемо спремни на изненађења; тако смо потпуно пореметили систем.

Др Дупонт је закључио своје коментаре фотографијом своје двоје деце снажном и упечатљивом изјавом у две реченице:

Ја нисам активиста, ја сам научник. Али, ја сам и одговоран отац.

Прва јасна изјава да би акумулација ЦО2 у мору могла имати „могуће катастрофалне биолошке последице” објављена је 1974. године (Вхитфиелд, М. 1974. Акумулација фосилног ЦО2 у атмосфери и мору). Натуре 247:523-525.). Четири године касније, 1978. године, успостављена је директна веза фосилних горива са детекцијом ЦО2 у океану. Између 1974. и 1980. године, бројне студије су почеле да демонстрирају стварну промену алкалности океана. И, коначно, 2004. године, спектакл ацидификације океана (ОА) постао је прихваћен од стране широке научне заједнице и одржан је први симпозијум о високом ЦО2.

Следећег пролећа, поморски финансијери су обавештени на свом годишњем састанку у Монтереју, укључујући обилазак терена да би видели нека врхунска истраживања у Институту за истраживање акваријума у ​​заливу Монтереј (МБАРИ). Требало би да приметим да је већина нас морала да се подсети шта значи пХ скала, иако се чинило да се сви сећају да су користили лакмус папир за тестирање течности у учионицама науке у средњој школи. На срећу, стручњаци су били вољни да објасне да је пХ скала од 0 до 14, при чему је 7 неутрално. Што је нижи пХ, то значи нижу алкалност или већу киселост.

У овом тренутку, постало је јасно да је рано интересовање за пХ океана дало неке конкретне резултате. Имамо неке веродостојне научне студије, које нам говоре да како пХ океана опада, неке врсте ће напредовати, неке ће преживети, неке ће бити замењене, а многе изумре (очекивани резултат је губитак биодиверзитета, али одржавање биомасе). Овај широки закључак је резултат лабораторијских експеримената, експеримената излагања на терену, посматрања на природно високим локацијама ЦО2 и студија фокусираних на фосилне записе из претходних догађаја ОА у историји.

Шта знамо из прошлих догађаја закисељавања океана

Иако можемо да видимо промене у хемији океана и температури површине мора у океану током неких 200 година од индустријске револуције, морамо да се вратимо даље у време за контролно поређење (али не превише уназад). Дакле, прекамбријијски период (првих 7/8с Земљине геолошке историје) је идентификован као једини добар геолошки аналог (ако ни због чега другог осим сличних врста) и укључује неке периоде са нижим пХ. Ови претходни периоди су имали сличан свет са високим ЦО2 са нижим пХ, нижим нивоом кисеоника и топлијим температурама површине мора.

Међутим, у историјском запису нема ничега што би било равно нашем тренутну стопу промене пХ или температуре.

Последњи драматични догађај закисељавања океана познат је као ПЕТМ, или палеоценско-еоценски термални максимум, који се догодио пре 55 милиона година и представља наше најбоље поређење. Догодило се брзо (преко 2,000 година) и трајало је 50,000 година. Имамо снажне податке/доказе за то – и стога га научници користе као наш најбољи доступни аналог за масовно ослобађање угљеника.

Међутим, то није савршен аналог. Ова ослобађања меримо у петаграмима. ПгЦ су петаграми угљеника: 1 петаграм = 1015 грама = 1 милијарда метричких тона. ПЕТМ представља период када је 3,000 ПгЦ ослобођено током неколико хиљада година. Оно што је важно је стопа промена у последњих 270 година (индустријска револуција), пошто смо упумпали 5,000 ПгЦ угљеника у атмосферу наше планете. То значи да је ослобађање тада било 1 ПгЦ и-1 у поређењу са индустријском револуцијом, што је 9 ПгЦ и-1. Или, ако сте само човек из међународног права као ја, то значи да је оно што смо урадили за нешто мање од три века 10 пута горе него што је изазвало догађаје изумирања у океану у ПЕТМ-у.

Догађај закисељавања океана ПЕТМ изазвао је велике промене у глобалним океанским системима, укључујући нека изумирања. Занимљиво је да наука показује да је укупна биомаса остала уједначена, са цветањем динофлагелата и сличним догађајима који су надокнадили губитак других врста. Укупно, геолошки записи показују широк спектар последица: цветање, изумирање, обртање, промене калцификације и патуљастост. Дакле, ОА изазива значајну биотичку реакцију чак и када је стопа промене много спорија од наше тренутне стопе емисије угљеника. Али, пошто је било много спорије, „будућност је неистражена територија у еволуционој историји већине модерних организама“.

Стога ће овај антропогени ОА догађај лако надмашити ПЕТМ по утицају. И, требало би да очекујемо да видимо промене у начину на који се промене дешавају јер смо толико пореметили систем. Превод: Очекујте да ћете бити изненађени.

Одговор екосистема и врста

Закисељавање океана и промена температуре имају угљен-диоксид (ЦО2) као покретач. И, иако могу да комуницирају, не раде паралелно. Промене пХ су линеарније, са мањим одступањима и хомогеније су у различитим географским просторима. Температура је далеко варијабилнија, са великим одступањима, и значајно је променљива просторно.

Температура је доминантан покретач промена у океану. Стога није изненађење да промена изазива промену у дистрибуцији врста у мери у којој се могу прилагодити. И морамо имати на уму да све врсте имају ограничења у капацитету аклиматизације. Наравно, неке врсте остају осетљивије од других јер имају уже границе температуре у којима успевају. И, као и други стресори, екстремне температуре повећавају осетљивост на ефекте високог ЦО2.

Пут изгледа овако:

емисије ЦО2 → OA → биофизички утицај → губитак услуга екосистема (нпр. гребен умире и више не зауставља олујне ударе) → социјално-економски утицај (када олујни талас изнесе градски пристаниште)

Напомињући истовремено да потражња за услугама екосистема расте са растом становништва и повећањем прихода (богатства).

Да би погледали ефекте, научници су испитали различите сценарије ублажавања (различите стопе промене пХ вредности) у поређењу са одржавањем статуса куо који ризикује:

Поједностављење диверзитета (до 40%), а самим тим и смањење квалитета екосистема
Постоји мали или никакав утицај на обиље
Просечна величина различитих врста се смањује за 50%
ОА узрокује помак од доминације калцификатора (организама чија је структура формирана од материјала на бази калцијума):

Нема наде за преживљавање корала који у потпуности зависе од воде при одређеном пХ да би преживели (а за корале са хладном водом, топлије температуре ће погоршати проблем);
Гастроподи (морски пужеви са танком љуском) су најосетљивији од мекушаца;
Постоји велики утицај на водене бескичмењаке који носе егзоскелет, укључујући различите врсте мекушаца, ракова и бодљокожаца (мислите на шкољке, јастоге и јежеве)
Унутар ове категорије врста, чланконошци (као што су шкампи) нису тако лоши, али постоји јасан сигнал њиховог опадања

Други бескичмењаци се брже прилагођавају (као што су медузе или црви)
Риба, не толико, а рибе такође можда немају где да мигрирају (на пример у ЈИ Аустралији)
Одређени успех за морске биљке које могу да напредују на потрошњи ЦО2
Нека еволуција се може десити у релативно кратким временским размјерима, што може значити наду
Еволуционо спасавање мање осетљивих врста или популација унутар врста од трајних генетских варијација за пХ толеранцију (ово можемо видети из експеримената за узгој; или од нових мутација (које су ретке))

Дакле, остаје кључно питање: Које врсте ће бити погођене ОА? Имамо добру идеју о одговору: шкољкаши, ракови, грабежљивци калцификатора и врхунски предатори уопште. Није тешко замислити колико ће озбиљне финансијске последице бити само за индустрију шкољкаша, морских плодова и ронилачког туризма, а још мање за остале у мрежи добављача и услуга. И суочени са огромношћу проблема, може бити тешко фокусирати се на решења.

Какав би требало да буде наш одговор

Повећање ЦО2 је основни узрок (болести) [али као и пушење, веома је тешко натерати пушача да престане]

Морамо лечити симптоме (висок крвни притисак, емфизем)
Морамо смањити друге стресоре [смањити пијење и преједање]

Смањење извора закисељавања океана захтева континуиране напоре за смањење извора и на глобалном и на локалном нивоу. Глобалне емисије угљен-диоксида су највећи покретач закисељавања океана у размерама светског океана, тако да их морамо смањити. Локални додаци азота и угљеника из тачкастих извора, нетачкастих извора и природних извора могу погоршати ефекте закисељавања океана стварањем услова који даље убрзавају смањење пХ вредности. Таложење локалног загађења ваздуха (посебно угљен-диоксида, азота и сумпор-оксида) такође може допринети смањењу пХ вредности и закисељавању. Локална акција може помоћи да се успори темпо ацидификације. Дакле, морамо квантификовати кључне антропогене и природне процесе који доприносе ацидификацији.

Следе приоритетне, краткорочне акције за решавање закисељавања океана.

1. Брзо и значајно смањите глобалну емисију угљен-диоксида да бисте ублажили и преокренули закисељавање наших океана.
2. Ограничити испуштање хранљивих материја које улазе у морске воде из малих и великих канализационих система на лицу места, комуналних постројења за отпадне воде и пољопривреде, чиме се ограничавају фактори стреса на живот у океану како би се подржала адаптација и опстанак.
3. Имплементирати ефикасан мониторинг чисте воде и најбоље праксе управљања, као и ревидирати постојеће и/или усвојити нове стандарде квалитета воде како би били релевантни за ацидификацију океана.
4. Истражити селективни узгој за толеранцију закисељавања океана код шкољки и других рањивих морских врста.
5. Идентификујте, надгледајте и управљајте морским водама и врстама у потенцијалним склоништима од закисељавања океана како би могле да издрже истовремене стресове.
6. Разумети повезаност између варијабли хемије воде и производње шкољки и опстанка у мрестилиштима иу природном окружењу, промовишући сарадњу између научника, менаџера и узгајивача шкољки. И, успоставите капацитет за упозорење и реаговање у хитним случајевима када праћење укаже на скок у води са ниским пХ који угрожава осетљива станишта или рад индустрије шкољкаша.
7. Обновите морску траву, мангрове, мочварну траву итд. која ће узети и поправити растворени угљеник у морским водама и локално спречити (или успорити) промене пХ вредности тих морских вода
8. Образовати јавност о проблему закисељавања океана и његовим последицама по морске екосистеме, економију и културе

Добра вест је да је напредак постигнут на свим овим фронтовима. Глобално, десетине хиљада људи раде на смањењу емисије гасова стаклене баште (укључујући ЦО2) на међународном, националном и локалном нивоу (тачка 1). А, у САД, тачка 8 је примарни фокус коалиције невладиних организација коју координирају наши пријатељи из Оцеан Цонсерванци. За ставку 7, ТОФ домаћини сопственим напорима да обновимо оштећене ливаде морске траве. Али, у узбудљивом развоју за ставке 2-7, радимо са кључним државним доносиоцима одлука у четири обалне државе на развоју, подели и увођењу закона који су дизајнирани да се баве ОА. Постојећи ефекти закисељавања океана на шкољке и други морски живот у обалним водама Вашингтона и Орегона инспирисали су акцију на више начина.

Сви говорници на конференцији јасно су ставили до знања да је потребно више информација - посебно о томе где се пХ брзо мења, које врсте ће моћи да напредују, преживе или се прилагођавају, као и локалне и регионалне стратегије које функционишу. Истовремено, поука је била да, иако не знамо све што желимо да знамо о закисељавању океана, можемо и треба да предузмемо кораке да ублажимо његове ефекте. Наставићемо да радимо са нашим донаторима, саветницима и другим члановима ТОФ заједнице како бисмо подржали решења.