Mbaya Sana: Bahari za Asidi na Tunachopaswa Kufanya

na Mark J. Spalding, Rais wa The Ocean Foundation

Wiki iliyopita nilikuwa Monterey, California kwa ajili ya Kongamano la 3 la Kimataifa kuhusu Bahari katika Ulimwengu wa Kiwango cha Juu cha CO2, ambayo ilikuwa wakati huo huo Tamasha la Filamu la BLUE Ocean katika hoteli ya jirani (lakini hiyo ni hadithi nyingine kabisa ya kusimulia). Katika kongamano hilo, nilijiunga na mamia ya wahudhuriaji wengine katika kujifunza kuhusu hali ya sasa ya ujuzi na masuluhisho yanayoweza kushughulikiwa ili kushughulikia athari za hewa ukaa (CO2) iliyoinuliwa kwa afya ya bahari zetu na maisha ya ndani. Tunaita matokeo kuwa asidi ya bahari kwa sababu pH ya bahari yetu inapungua na hivyo kuwa na tindikali zaidi, kukiwa na madhara makubwa yanayoweza kutokea kwa mifumo ya bahari kama tunavyoijua.

Ufafanuzi wa Bahari

Mkutano wa 2012 High CO2 ulikuwa hatua kubwa kutoka kwa mkutano wa 2 huko Monaco mwaka wa 2008. Zaidi ya wahudhuriaji 500 na wazungumzaji 146, wakiwakilisha mataifa 37, walikusanyika ili kujadili masuala yaliyopo. Ilijumuisha ushirikishwaji mkuu wa kwanza wa masomo ya kijamii na kiuchumi. Na, ingawa lengo kuu lilikuwa bado kwenye mwitikio wa viumbe wa baharini kwa utindikaji wa bahari na maana yake kwa mfumo wa bahari, kila mtu alikuwa anakubali kwamba ujuzi wetu kuhusu athari na suluhu zinazowezekana umeimarika sana katika miaka minne iliyopita.

Kwa upande wangu, nilikaa kwa mshangao mkubwa wakati mwanasayansi mmoja baada ya mwingine akitoa historia ya sayansi inayozunguka utindishaji wa bahari (OA), habari juu ya hali ya sasa ya maarifa ya sayansi kuhusu OA, na inklings yetu ya kwanza ya maalum juu ya mfumo wa ikolojia na matokeo ya kiuchumi. ya bahari ya joto ambayo ina asidi zaidi na ina viwango vya chini vya oksijeni.

Kama Dk. Sam Dupont wa Kituo cha Sven Lovén cha Sayansi ya Baharini - Kristineberg, Uswidi alisema:

Je! Tunajua nini?

Asidi ya Bahari ni kweli
Inakuja moja kwa moja kutoka kwa uzalishaji wetu wa kaboni
Inatokea haraka
Athari ni hakika
Kutoweka ni hakika
Tayari inaonekana kwenye mifumo
Mabadiliko yatatokea

Moto, siki na kupumua ni dalili zote za ugonjwa huo.

Hasa inapojumuishwa na magonjwa mengine, OA inakuwa tishio kubwa.

Tunaweza kutarajia tofauti nyingi, pamoja na athari chanya na hasi.

Baadhi ya spishi zitabadilisha tabia chini ya OA.

Tunajua vya kutosha kutenda

Tunajua tukio kubwa la janga linakuja

Tunajua jinsi ya kuizuia

Tunajua tusiyoyajua

Tunajua tunachohitaji kufanya (katika sayansi)

Tunajua tutazingatia nini (kuleta suluhisho)

Lakini, tunapaswa kuwa tayari kwa mshangao; tumesumbua kabisa mfumo.

Dk. Dupont alifunga maoni yake kwa picha ya watoto wake wawili yenye kauli ya sentensi mbili zenye nguvu na za kuvutia:

Mimi si mwanaharakati, mimi ni mwanasayansi. Lakini, mimi pia ni baba anayewajibika.

Taarifa ya kwanza ya wazi kwamba mkusanyiko wa CO2 baharini unaweza kuwa na "matokeo ya kibiolojia ya janga" ilichapishwa katika 1974 (Whitfield, M. 1974. Mkusanyiko wa CO2 ya mafuta katika anga na baharini. Asili 247:523-525.). Miaka minne baadaye, mnamo 1978, uhusiano wa moja kwa moja wa mafuta ya kisukuku na ugunduzi wa CO2 katika bahari ulianzishwa. Kati ya 1974 na 1980, tafiti nyingi zilianza kuonyesha mabadiliko halisi katika alkali ya bahari. Na, hatimaye, mwaka wa 2004, Specter ya asidi ya bahari (OA) ilikubaliwa na jumuiya ya kisayansi kwa ujumla, na ya kwanza ya kongamano la juu la CO2 lilifanyika.

Majira ya kuchipua yaliyofuata, wafadhili wa baharini walipewa taarifa katika mkutano wao wa kila mwaka huko Monterey, ikijumuisha safari ya kuona utafiti wa hali ya juu katika Taasisi ya Utafiti ya Monterey Bay Aquarium (MBARI). Ninapaswa kutambua kwamba wengi wetu ilibidi tukumbushwe nini maana ya kiwango cha pH, ingawa kila mtu alionekana kukumbuka kutumia karatasi ya litmus kupima maji katika madarasa ya sayansi ya shule ya kati. Kwa bahati nzuri, wataalam walikuwa tayari kueleza kuwa kiwango cha pH ni kutoka 0 hadi 14, na 7 kutokuwa na upande wowote. pH ya chini, inamaanisha chini ya alkalinity, au asidi zaidi.

Katika hatua hii, imedhihirika kuwa hamu ya mapema ya pH ya bahari imetoa matokeo madhubuti. Tuna baadhi ya tafiti za kisayansi zinazoaminika, ambazo hutuambia kuwa pH ya bahari inavyopungua, spishi fulani zitastawi, zingine zitaishi, zingine hubadilishwa, na nyingi hutoweka (matokeo yanayotarajiwa ni upotezaji wa bioanuwai, lakini utunzaji wa biomasi). Hitimisho hili pana ni matokeo ya majaribio ya maabara, majaribio ya kukaribia aliyeambukizwa, uchunguzi katika maeneo ya hali ya juu ya CO2, na tafiti zinazolenga rekodi za visukuku kutoka matukio ya awali ya OA katika historia.

Tunachojua kutoka kwa Matukio ya Zamani ya Asidi ya Bahari

Ingawa tunaweza kuona mabadiliko katika kemia ya bahari na halijoto ya uso wa bahari katika kipindi cha miaka 200 tangu mapinduzi ya viwanda, tunahitaji kurudi nyuma zaidi kwa wakati kwa ulinganisho wa udhibiti (lakini sio nyuma sana). Kwa hivyo kipindi cha Pre-Cambrian (sekunde 7/8 za kwanza za historia ya kijiolojia ya Dunia) kimetambuliwa kuwa analogi nzuri pekee ya kijiolojia (ikiwa hakuna sababu nyingine isipokuwa spishi zinazofanana) na inajumuisha vipindi vyenye pH ya chini. Vipindi hivi vya awali vilikumbwa na hali ya juu sawa ya CO2 duniani yenye pH ya chini, viwango vya chini vya oksijeni na halijoto ya juu zaidi ya bahari.

Walakini, hakuna kitu katika rekodi ya kihistoria ambacho ni sawa na yetu kiwango cha sasa cha mabadiliko ya pH au joto.

Tukio la mwisho la kutia tindikali baharini linajulikana kama PETM, au Upeo wa Juu wa Paleocene–Eocene Thermal, ambao ulifanyika miaka milioni 55 iliyopita na ndio ulinganisho wetu bora zaidi. Ilifanyika kwa haraka (zaidi ya miaka 2,000) ilidumu kwa miaka 50,000. Tuna data/ushahidi dhabiti kwa hilo - na kwa hivyo wanasayansi huitumia kama analogi yetu bora zaidi kwa utoaji mkubwa wa kaboni.

Walakini, sio analog kamili. Tunapima matoleo haya katika petagrams. PgC ni Petagramu za kaboni: 1 petagram = 1015 gramu = tani bilioni 1 za metri. PETM inawakilisha kipindi ambapo 3,000 PgC ilitolewa kwa miaka elfu chache. Kilicho muhimu ni kasi ya mabadiliko katika miaka 270 iliyopita (mapinduzi ya viwanda), kwani tumeingiza PgC 5,000 za kaboni kwenye angahewa ya sayari yetu. Hii inamaanisha kuwa toleo lilikuwa 1 PgC y-1 ikilinganishwa na mapinduzi ya viwanda, ambayo ni 9 PgC y-1. Au, ikiwa wewe ni mwanasheria wa kimataifa kama mimi, hii inatafsiri ukweli kabisa kwamba kile ambacho tumefanya chini ya karne tatu ni Mara 10 mbaya zaidi kuliko kile kilichosababisha matukio ya kutoweka katika bahari huko PETM.

Tukio la utiaji tindikali katika bahari ya PETM lilisababisha mabadiliko makubwa katika mifumo ya bahari ya kimataifa, ikiwa ni pamoja na kutoweka kwa kiasi fulani. Jambo la kufurahisha ni kwamba, sayansi inaonyesha kwamba majani yote yalibaki takriban sawa, huku maua ya dinoflagellate na matukio kama hayo yakimaliza kupotea kwa spishi zingine. Kwa jumla, rekodi ya kijiolojia inaonyesha matokeo mbalimbali: maua, kutoweka, mabadiliko, mabadiliko ya calcification, na dwarfism. Kwa hivyo, OA husababisha athari kubwa ya kibayolojia hata wakati kasi ya mabadiliko ni ya polepole zaidi kuliko kiwango chetu cha sasa cha utoaji wa kaboni. Lakini, kwa sababu ilikuwa polepole zaidi, “wakati ujao ni eneo lisilojulikana katika historia ya mageuzi ya viumbe vingi vya kisasa.”

Kwa hivyo, tukio hili la anthropogenic OA litaongoza kwa urahisi PETM katika athari. NA, tutegemee kuona mabadiliko katika jinsi mabadiliko yanavyotokea kwa sababu tumesumbua sana mfumo. Tafsiri: Tarajia kushangazwa.

Mwitikio wa Mfumo ikolojia na Aina

Asidi ya bahari na mabadiliko ya joto yote yana dioksidi kaboni (CO2) kama kiendeshaji. Na, ingawa zinaweza kuingiliana, haziendeshi sambamba. Mabadiliko katika pH yana mstari zaidi, na mikengeuko midogo, na yanafanana zaidi katika nafasi tofauti za kijiografia. Halijoto ni tofauti zaidi, na mikengeuko mipana, na inabadilika kwa kiasi kikubwa kimtandao.

Joto ni kichocheo kikuu cha mabadiliko katika bahari. Kwa hivyo, haishangazi kwamba mabadiliko yanasababisha mabadiliko katika usambazaji wa spishi kwa kiwango ambacho wanaweza kuzoea. Na tunapaswa kukumbuka kuwa spishi zote zina mipaka ya uwezo wa kuzoea. Bila shaka, aina fulani hubakia kuwa nyeti zaidi kuliko wengine kwa sababu wana mipaka finyu ya halijoto ambamo wanastawi. Na, kama vile vifadhaiko vingine, viwango vya juu vya joto huongeza usikivu kwa athari za CO2 ya juu.

Njia inaonekana kama hii:

Uzalishaji wa CO2 → OA → athari ya kibayolojia → kupoteza huduma za mfumo wa ikolojia (km mwamba hufa, na hauzuii tena mawimbi ya dhoruba) → athari za kijamii na kiuchumi (wakati dhoruba ya dhoruba inachukua nje ya gati la jiji)

Ikibainisha wakati huo huo, mahitaji hayo ya huduma za mfumo wa ikolojia yanaongezeka kutokana na ongezeko la watu na mapato yanayoongezeka (utajiri).

Kuangalia athari, wanasayansi wamechunguza hali mbalimbali za kupunguza (viwango tofauti vya mabadiliko ya pH) ikilinganishwa na kudumisha hali ambayo inahatarisha:

Kurahisisha utofauti (hadi 40%), na hivyo kupunguza ubora wa mfumo ikolojia
Kuna athari kidogo au hakuna kwa wingi
Ukubwa wa wastani wa aina mbalimbali hupungua kwa 50%
OA husababisha kuhama kutoka kwa utawala na vidhibiti (viumbe ambavyo muundo wao umeundwa kwa nyenzo zenye msingi wa kalsiamu):

Hakuna tumaini la kuishi kwa matumbawe ambayo hutegemea kabisa maji kwa pH fulani ili kuishi (na kwa matumbawe ya maji baridi, halijoto ya joto itazidisha shida);
Gastropods (konokono za bahari nyembamba-shelled) ni nyeti zaidi ya mollusks;
Kuna athari kubwa kwa wanyama wasio na uti wa mgongo wa majini wenye kuzaa exoskeleton, ikiwa ni pamoja na aina mbalimbali za moluska, krestasia na echinoderms (fikiria kamu, kamba na urchins)
Katika aina hii ya spishi, arthropods (kama vile shrimp) sio mbaya sana, lakini kuna ishara wazi ya kupungua kwao.

Wanyama wengine wasio na uti wa mgongo hubadilika haraka (kama vile jeli au minyoo)
Samaki, sio sana, na samaki pia wanaweza kukosa mahali pa kuhamia (kwa mfano katika SE Australia)
Baadhi ya mafanikio kwa mimea ya baharini ambayo inaweza kustawi kwa kutumia CO2
Mageuzi fulani yanaweza kutokea kwa mizani ya muda mfupi, ambayo inaweza kumaanisha matumaini
Kuokolewa kwa mageuzi kwa spishi zisizo nyeti sana au idadi ya watu ndani ya spishi kutoka kwa mabadiliko ya kijeni ya kustahimili pH (tunaweza kuona hii kutokana na majaribio ya ufugaji; au kutokana na mabadiliko mapya (ambayo ni nadra))

Kwa hivyo, swali kuu linabaki: Ni spishi gani zitaathiriwa na OA? Tuna wazo nzuri la jibu: bivalves, crustaceans, wanyama wanaowinda vikali, na wanyama wanaokula wenzao kwa ujumla. Si vigumu kufikiria jinsi madhara ya kifedha yatakavyokuwa makubwa kwa samakigamba, dagaa, na sekta ya utalii ya kupiga mbizi pekee, sembuse nyingine katika mtandao wa wasambazaji na huduma. Na katika uso wa ukubwa wa tatizo, inaweza kuwa vigumu kuzingatia ufumbuzi.

Je, Majibu Yetu Yanapaswa Kuwa Nini

Kupanda kwa CO2 ndio sababu kuu (ya ugonjwa) [lakini kama vile kuvuta sigara, kumfanya mvutaji aache ni ngumu sana]

Lazima tutibu dalili [shinikizo la damu, emphysema]
Lazima tupunguze mikazo mingine [kupunguza unywaji pombe na ulaji kupita kiasi]

Kupunguza vyanzo vya asidi ya bahari kunahitaji juhudi endelevu za kupunguza vyanzo katika viwango vya kimataifa na vya ndani. Uzalishaji wa hewa chafu ya kaboni dioksidi duniani ndio kichochezi kikubwa zaidi cha utindishaji wa asidi ya bahari katika kipimo cha bahari ya dunia, kwa hivyo ni lazima tuupunguze. Nyongeza za ndani za nitrojeni na kaboni kutoka kwa vyanzo vya uhakika, vyanzo visivyo na uhakika, na vyanzo vya asili vinaweza kuzidisha athari za utiaji asidi katika bahari kwa kuunda hali zinazoongeza kasi ya kupunguza pH. Uwekaji wa uchafuzi wa hewa wa ndani (haswa kaboni dioksidi, nitrojeni na oksidi ya sulfuri) pia unaweza kuchangia kupunguza pH na asidi. Kitendo cha ndani kinaweza kusaidia kupunguza kasi ya asidi. Kwa hivyo, tunahitaji kukadiria michakato muhimu ya kianthropogenic na asili inayochangia katika uasidi.

Vifuatavyo ni vipengee vya kipaumbele, vya muda wa karibu vya kushughulikia utiaji tindikali wa bahari.

1. Punguza kwa haraka na kwa kiasi kikubwa utoaji wa kaboni dioksidi duniani ili kupunguza na kubadili utindikaji wa bahari zetu.
2. Punguza uvujaji wa virutubishi unaoingia kwenye maji ya bahari kutoka kwa mifumo midogo na mikubwa ya maji taka kwenye tovuti, vifaa vya maji machafu vya manispaa, na kilimo, hivyo basi kupunguza mikazo ya maisha ya bahari ili kusaidia kukabiliana na hali na maisha.
3. Tekeleza ufanisi wa ufuatiliaji wa maji safi na mbinu bora za usimamizi, pamoja na kurekebisha zilizopo na/au kupitisha viwango vipya vya ubora wa maji ili kuvifanya viendane na utiaji tindikali baharini.
4. Chunguza ufugaji wa kuchagua kwa ajili ya kustahimili asidi ya bahari katika samakigamba na viumbe vingine vya baharini vilivyo hatarini.
5. Tambua, fuatilia na udhibiti maji ya baharini na spishi katika kimbilio linalowezekana kutokana na utindishaji wa asidi ya bahari ili waweze kustahimili mikazo inayofanana.
6. Kuelewa uhusiano kati ya vigezo vya kemia ya maji na uzalishaji wa samakigamba na kuishi katika vifaranga vya kutotolea vifaranga na katika mazingira asilia, kukuza ushirikiano kati ya wanasayansi, wasimamizi, na wakuzaji samakigamba. Na, weka onyo la dharura na uwezo wa kukabiliana wakati ufuatiliaji unaonyesha ongezeko la pH ya maji ya chini ambayo inatishia shughuli nyeti za makazi au tasnia ya samakigamba.
7. Kurejesha nyasi za baharini, mikoko, nyasi za udongo n.k. ambazo zitachukua na kurekebisha kaboni iliyoyeyushwa katika maji ya bahari na kuzuia (au polepole) mabadiliko katika pH ya maji hayo ya bahari.
8. Kuelimisha umma kuhusu tatizo la utindikaji baharini na matokeo yake kwa mifumo ikolojia ya bahari, uchumi na tamaduni.

Habari njema ni kwamba maendeleo yanafanywa katika nyanja zote hizi. Ulimwenguni, makumi ya maelfu ya watu wanafanya kazi ili kupunguza utoaji wa gesi chafuzi (ikiwa ni pamoja na CO2) katika viwango vya kimataifa, kitaifa na vya ndani (Bidhaa 1). Na, nchini Marekani, kipengele cha 8 ndicho lengo kuu la muungano wa NGOs zinazoratibiwa na marafiki zetu katika Ocean Conservancy. Kwa kipengee cha 7, wapangishi wa TOF juhudi zetu wenyewe kurejesha nyasi bahari zilizoharibika. Lakini, katika maendeleo ya kusisimua ya vipengee 2-7, tunafanya kazi na watoa maamuzi wakuu wa serikali katika majimbo manne ya pwani ili kuunda, kushiriki na kutambulisha sheria iliyoundwa kushughulikia OA. Madhara yaliyopo ya kutia tindikali baharini kwa samakigamba na viumbe vingine vya baharini katika maji ya pwani ya Washington na Oregon yamechochea hatua kwa njia kadhaa.

Wazungumzaji wote katika mkutano huo walionyesha wazi kwamba maelezo zaidi yanahitajika—hasa kuhusu wapi pH inabadilika kwa haraka, ni spishi zipi zitaweza kustawi, kuishi, au kuzoea, na mikakati ya ndani na ya kikanda ambayo inafanya kazi. Wakati huo huo, somo la kuchukua lilikuwa kwamba ingawa hatujui kila kitu tunachotaka kujua kuhusu utindikaji wa bahari, tunaweza na tunapaswa kuchukua hatua ili kupunguza athari zake. Tutaendelea kufanya kazi na wafadhili wetu, washauri, na wanachama wengine wa jumuiya ya TOF ili kuunga mkono suluhu.