Havet lider av hyperkapni

Jag tillbringade i början av maj i Van Diemens Land, en straffkoloni som grundades av Storbritannien 1803. Idag är den känd som Tasmanien, en av de sex ursprungliga kolonierna som blev en stat i det moderna Australien. Som du kanske föreställer dig är historien om denna plats mörk och mycket störande. Som ett resultat verkade det vara en lämplig plats att träffas och tala om en gnagande rädsla, en fruktad pest känd som havsförsurning.

330 forskare från hela världen samlades för det fyråriga havet i ett High CO2 World Symposium, som hölls i Tasmaniens huvudstad, Hobart, från 3 maj till 6 maj. I grund och botten samtalet om höga halter av koldioxid i jordens atmosfär och dess atmosfär. effekt på havet är ett samtal om havsförsurning.  Havets pH-värde i bakgrunden sjunker — och effekterna kan mätas överallt. Vid symposiet gav forskare 218 presentationer och delade 109 affischer för att förklara vad som är känt om havsförsurning, såväl som vad man lär sig om dess kumulativa interaktion med andra havsstressorer.

Havets surhet har ökat med cirka 30 % på mindre än 100 år.

Detta är den snabbaste ökningen på 300 miljoner år; och är 20 gånger snabbare än den senaste snabba försurningshändelsen, som ägde rum för 56 miljoner år sedan under Paleocen-Eocen Thermal Maximum (PETM). Långsam förändring möjliggör anpassning. Snabba förändringar ger inte tid eller utrymme för anpassning eller biologisk utveckling av ekosystem och arter, inte heller de mänskliga samhällen som är beroende av dessa ekosystems hälsa.

Detta var det fjärde havet i ett världssymposium med hög koldioxidutsläpp. Sedan det första mötet 2 har symposiet utvecklats från en sammankomst för att dela den tidiga vetenskapen om vad och var för havsförsurningen. Nu bekräftar insamlingen den mogna mängden bevis om grunderna i havets föränderliga kemi, men är mycket mer fokuserad på att bedöma och projicera komplexa ekologiska och sociala effekter. Tack vare snabba framsteg i förståelsen av havsförsurning tittar vi nu på de fysiologiska och beteendemässiga effekterna av havsförsurning på arter, växelverkan mellan dessa effekter och andra havsstressorer, och hur dessa effekter förändrar ekosystemen och påverkar mångfalden och samhällsstrukturen. i havets livsmiljöer.

Jag anser att detta möte är ett av de mest otroliga exemplen på samarbete som svar på en kris som jag har haft förmånen att delta i. Mötena är rika på kamratskap och samarbete – kanske på grund av att så många unga kvinnor och män deltagit i fältet. Det här mötet är också ovanligt eftersom så många kvinnor tjänar i ledarroller och förekommer på talarlistan. Jag tror att man kan hävda att resultatet har varit ett exponentiellt framsteg i vetenskapen och förståelsen av denna katastrof som utvecklas. Forskare har stått på varandras axlar och påskyndat den globala förståelsen genom samarbete, minimerat grässtrider, konkurrens och uppvisningar av ego.

Tyvärr står den goda känsla som skapas av kamratskapet och det betydande deltagandet av unga forskare i direkt kontrast till de deprimerande nyheterna. Våra forskare bekräftar att mänskligheten står inför en katastrof av monumentala proportioner.

Ocean försurning

1. Är resultatet av att sätta 10 gigaton kol i havet varje år

2. Har säsongsbetonad och rumslig samt fotosyntes andningsvariabilitet

3. Ändrar havets förmåga att generera syre

4. Dämpar immunsvaret hos havsdjur av många slag

5. Höjer energikostnaden för att bilda skal och revstrukturer

6. Ändrar ljudöverföringen i vatten

7. Påverkar luktsignaler som gör det möjligt för djur att hitta byten, försvara sig och överleva

8. Minskar både kvaliteten och till och med smaken på mat på grund av de interaktioner som genererar mer giftiga föreningar

9. Förvärrar hypoxiska zoner och andra konsekvenser av mänskliga aktiviteter

Havsförsurning och global uppvärmning kommer att fungera tillsammans med andra antropogena stressfaktorer. Vi börjar fortfarande förstå hur de potentiella interaktionerna kommer att se ut. Till exempel har det konstaterats att växelverkan mellan hypoxi och havsförsurning gör syreminskningen av kustvatten värre.

Även om havsförsurning är en global fråga, kommer kustnära försörjning att påverkas negativt av havsförsurning och klimatförändringar, och därför behövs lokal data för att definiera och informera lokal anpassning. Genom att samla in och analysera lokal data kan vi förbättra vår förmåga att förutsäga förändringar i havet på flera skalor och sedan justera förvaltnings- och policystrukturer för att hantera lokala stressfaktorer som kan förvärra konsekvenserna av lägre pH.

Det finns enorma utmaningar med att observera havsförsurning: variationer i kemiska förändringar i tid och rum, vilket kan kombineras med flera stressfaktorer och resultera i flera möjliga diagnoser. När vi kombinerar många förare och gör den komplexa analysen för att avgöra hur de ackumuleras och interagerar, vet vi att vändpunkten (utlösande av utrotning) är mycket sannolikt bortom normal variation och snabbare än utvecklingsförmågan för några av de mer komplexa organismer. Alltså innebär fler stressfaktorer större risk för ekosystemkollaps. Eftersom arternas överlevnadsprestandakurvor inte är linjära kommer ekologiska och ekotoxikologiska teorier att behövas.

Därför måste observation av havsförsurning utformas för att integrera vetenskapens komplexitet, de många drivkrafterna, den rumsliga variabiliteten och behovet av tidsserier för att få en korrekt förståelse. Flerdimensionella experiment (som tittar på temperatur, syre, pH, etc.) som har mer prediktiv kraft bör gynnas på grund av det akuta behovet av större förståelse.

Utökad övervakning kommer också att bekräfta att förändring sker snabbare än vad vetenskapen fullt ut kan tillämpa för att förstå både förändringen och dess effekt på lokala och regionala system. Därför måste vi omfamna det faktum att vi kommer att fatta beslut under osäkerhet. Under tiden är den goda nyheten att en (ingen ånger) motståndskraftsstrategi kan vara ramen för att forma praktiska svar på de negativa biologiska och ekologiska effekterna av havsförsurning. Detta kräver systemtänkande i den meningen att vi kan rikta in oss på kända exacerbatorer och acceleratorer, samtidigt som vi förbättrar kända mildrare och adaptiva svar. Vi måste starta uppbyggnaden av lokal anpassningskapacitet; på så sätt bygga en anpassningskultur. En kultur som främjar samarbete i utformningen av politiken, skapar förutsättningar som gynnar positiv anpassning och hitta rätt incitament.

Vi vet att extrema händelser kan skapa sådana incitament för samarbete med socialt kapital och en positiv samhällsetik. Vi kan redan se att havsförsurningen är en katastrof som driver samhällets självstyre, kopplat till samarbete, möjliggör sociala förhållanden och samhällsetiken för anpassning. I USA har vi flera exempel på reaktioner på havsförsurning informerade av forskare och beslutsfattare på delstatsnivå, och vi strävar efter mer.

Som ett exempel på en specifik, kooperativ anpassningsstrategi finns det att möta utmaningen med mänskligt driven syrebrist genom att ta itu med landbaserade källor till näringsämnen och organiska föroreningar. Sådana aktiviteter minskar näringsberikningen, vilket främjar höga nivåer av syreborttagning av biologisk andning). Vi kan också utvinna överskott av koldioxid från kustvatten genom plantera och skydda sjögräsängar, mangroveskogar och saltvattenkärrväxter.  Båda dessa aktiviteter kan förbättra den lokala vattenkvaliteten i ett försök att bygga systemets övergripande motståndskraft, samtidigt som de ger många andra fördelar för både kustnära försörjning och havshälsa.

Vad mer kan vi göra? Vi kan vara försiktiga och proaktiva på samma gång. Stillahavsöar och havsstater kan stödjas i ansträngningarna att minska föroreningar och överfiske. För den delen måste potentialen för havsförsurning ha en negativ effekt på framtida primärproduktion av havet införlivas i vår nationella fiskeripolitik i går.

Vi har ett moraliskt, ekologiskt och ekonomiskt krav att minska CO2-utsläppen så snabbt vi kan.

Varelser och människor är beroende av ett friskt hav, och effekterna av mänskliga aktiviteter på havet har redan orsakat betydande skada på livet i havet. I allt högre grad är människor också offer för den ekosystemförändring vi skapar.

Vår värld med höga koldioxidutsläpp är redan det here.  

Forskarna är överens om de fruktansvärda konsekvenserna av fortsatt försurning av havsvattnet. De är överens om bevisen som stöder sannolikheten att negativa konsekvenser kommer att förvärras av samtidiga stressorer från mänskliga aktiviteter. Det råder enighet om att det finns åtgärder som kan vidtas på alla nivåer som främjar motståndskraft och anpassning. 

Kort sagt, vetenskapen finns där. Och vi måste utöka vår övervakning så att vi kan informera lokalt beslutsfattande. Men vi vet vad vi behöver göra. Vi måste bara hitta den politiska viljan att göra det.