Nakamamatay na Seryoso: Mga Acid Ocean at Ano ang Dapat Nating Gawin

ni Mark J. Spalding, Presidente ng The Ocean Foundation

Noong nakaraang linggo ay nasa Monterey, California ako para sa 3rd International Symposium sa Karagatan sa isang High CO2 World, na kasabay ng BLUE Ocean Film Festival sa hotel sa tabi ng pinto (ngunit iyon ay isang buong iba pang kuwento upang sabihin). Sa symposium, nakiisa ako sa daan-daang iba pang mga dumalo sa pag-aaral tungkol sa kasalukuyang estado ng kaalaman at mga potensyal na solusyon upang matugunan ang mga epekto ng mataas na carbon dioxide (CO2) sa kalusugan ng ating mga karagatan at buhay sa loob. Tinatawag namin ang mga kahihinatnan ng pag-aasido ng karagatan dahil ang pH ng ating karagatan ay bumababa at kaya mas acidic, na may malaking potensyal na pinsala sa mga sistema ng karagatan tulad ng alam natin sa kanila.

Ocean aasido

Ang 2012 High CO2 meeting ay isang malaking hakbang mula sa 2nd meeting sa Monaco noong 2008. Mahigit sa 500 na dumalo at 146 na tagapagsalita, na kumakatawan sa 37 bansa, ang natipon upang talakayin ang mga isyu sa kamay. Kabilang dito ang isang unang pangunahing pagsasama ng mga pag-aaral sa sosyo-ekonomiko. At, habang ang pangunahing pokus ay nasa mga tugon pa rin ng marine life organism sa pag-aasido ng karagatan at kung ano ang ibig sabihin nito para sa sistema ng karagatan, lahat ay sumang-ayon na ang aming kaalaman tungkol sa mga epekto at potensyal na mga solusyon ay lubos na sumulong sa nakalipas na apat na taon.

Para sa akin, naupo ako sa sobrang pagkamangha habang ang isang siyentipiko ay nagbigay ng kasaysayan ng agham sa paligid ng pag-aasido ng karagatan (OA), impormasyon sa kasalukuyang estado ng kaalaman sa agham tungkol sa OA, at ang aming unang mga ideya ng mga detalye tungkol sa ecosystem at mga kahihinatnan ng ekonomiya ng mas maiinit na karagatan na mas acidic at may mas mababang antas ng oxygen.

Gaya ng sinabi ni Dr. Sam Dupont ng The Sven Lovén Center for Marine Sciences – Kristineberg, Sweden:

Ano ang alam natin?

Ang Ocean Acidification ay totoo
Direkta itong nagmumula sa ating mga carbon emissions
Mabilis itong nangyayari
Ang epekto ay tiyak
Ang mga pagkalipol ay tiyak
Ito ay nakikita na sa mga system
Magbabago ang mangyayari

Ang mainit, maasim at makahinga ay lahat ng sintomas ng parehong sakit.

Lalo na kapag pinagsama sa iba pang mga sakit, ang OA ay nagiging isang malaking banta.

Maaasahan natin ang maraming pagkakaiba-iba, pati na rin ang mga positibo at negatibong epekto ng carry over.

Ang ilang mga species ay magbabago ng pag-uugali sa ilalim ng OA.

Sapat na ang alam natin para kumilos

Alam namin na may darating na malaking sakuna

Alam natin kung paano ito mapipigilan

Alam natin ang hindi natin alam

Alam natin kung ano ang kailangan nating gawin (sa agham)

Alam namin kung ano ang aming pagtutuunan ng pansin (pagdadala ng mga solusyon)

Ngunit, dapat tayong maging handa sa mga sorpresa; lubos na nating ginulo ang sistema.

Isinara ni Dr. Dupont ang kanyang mga komento gamit ang larawan ng kanyang dalawang anak na may makapangyarihan at kapansin-pansing dalawang pangungusap na pahayag:

Hindi ako aktibista, scientist ako. Pero, responsable din akong ama.

Ang unang malinaw na pahayag na ang akumulasyon ng CO2 sa dagat ay maaaring magkaroon ng "posibleng sakuna na biyolohikal na kahihinatnan" ay inilathala noong 1974 (Whitfield, M. 1974. Ang akumulasyon ng fossil CO2 sa atmospera at sa dagat. Kalikasan 247:523-525.). Makalipas ang apat na taon, noong 1978, naitatag ang direktang ugnayan ng mga fossil fuel sa pagtuklas ng CO2 sa karagatan. Sa pagitan ng 1974 at 1980, maraming pag-aaral ang nagsimulang magpakita ng aktwal na pagbabago sa alkalinity ng karagatan. At, sa wakas, noong 2004, ang spectre of ocean acidification (OA) ay tinanggap ng siyentipikong komunidad sa pangkalahatan, at ang una sa mataas na CO2 symposia ay ginanap.

Nang sumunod na tagsibol, ang mga marine funder ay binigyan ng briefing sa kanilang taunang pagpupulong sa Monterey, kabilang ang isang field trip upang makita ang ilang cutting edge na pananaliksik sa Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI). Dapat kong tandaan na karamihan sa atin ay kailangang paalalahanan kung ano ang ibig sabihin ng pH scale, bagaman ang lahat ay tila naaalala ang paggamit ng litmus paper upang subukan ang mga likido sa mga silid-aralan ng agham sa gitnang paaralan. Sa kabutihang palad, ang mga eksperto ay handa na ipaliwanag na ang pH scale ay mula 0 hanggang 14, na may 7 na neutral. Ang mas mababa ang pH, ay nangangahulugan ng mas mababang alkalinity, o mas acidity.

Sa puntong ito, naging malinaw na ang maagang interes sa pH ng karagatan ay gumawa ng ilang kongkretong resulta. Mayroon kaming ilang mga mapagkakatiwalaang siyentipikong pag-aaral, na nagsasabi sa amin na habang bumababa ang pH ng karagatan, ang ilang mga species ay uunlad, ang ilan ay mabubuhay, ang ilan ay papalitan, at marami ang mawawala (ang inaasahang resulta ay pagkawala ng biodiversity, ngunit pagpapanatili ng biomass). Ang malawak na konklusyon na ito ay ang resulta ng mga eksperimento sa lab, mga eksperimento sa pagkakalantad sa larangan, mga obserbasyon sa mga natural na mataas na lokasyon ng CO2, at mga pag-aaral na nakatuon sa mga tala ng fossil mula sa mga nakaraang kaganapan sa OA sa kasaysayan.

Ano ang Alam Namin mula sa Mga Nakaraang Kaganapan sa Pag-acidify sa Karagatan

Bagama't nakikita natin ang mga pagbabago sa kimika ng karagatan at temperatura ng ibabaw ng dagat sa karagatan sa loob ng 200 ilang taon mula noong rebolusyong pang-industriya, kailangan nating bumalik pa sa nakaraan para sa isang paghahambing ng kontrol (ngunit hindi masyadong malayo sa likod). Kaya't ang panahon ng Pre-Cambrian (ang unang 7/8s ng kasaysayan ng geological ng Daigdig) ay nakilala bilang ang tanging magandang geological analog (kung walang ibang dahilan kundi ang mga katulad na species) at kabilang ang ilang mga panahon na may mas mababang pH. Ang mga nakaraang panahon ay nakaranas ng katulad na mataas na CO2 mundo na may mas mababang pH, mas mababang antas ng oxygen, at mas mainit na temperatura sa ibabaw ng dagat.

Gayunpaman, walang anuman sa makasaysayang talaan na katumbas ng ating kasalukuyang rate ng pagbabago ng pH o temperatura.

Ang huling dramatikong kaganapan sa pag-asido ng karagatan ay kilala bilang PETM, o ang Paleocene–Eocene Thermal Maximum, na naganap 55 milyong taon na ang nakalilipas at ito ang aming pinakamahusay na paghahambing. Mabilis itong nangyari (mahigit 2,000 taon) tumagal ito ng 50,000 taon. Mayroon kaming malakas na data/ebidensya para dito - at sa gayon ay ginagamit ito ng mga siyentipiko bilang aming pinakamahusay na magagamit na analog para sa napakalaking paglabas ng carbon.

Gayunpaman, hindi ito perpektong analog. Sinusukat namin ang mga release na ito sa mga petagram. Ang PgC ay Mga Petagram ng carbon: 1 petagram = 1015 gramo = 1 bilyong metrikong tonelada. Ang PETM ay kumakatawan sa isang panahon kung kailan ang 3,000 PgC ay inilabas sa loob ng ilang libong taon. Ang mahalaga ay ang bilis ng pagbabago sa nakalipas na 270 taon (ang rebolusyong pang-industriya), dahil nagbomba tayo ng 5,000 PgC ng carbon sa atmospera ng ating planeta. Nangangahulugan ito na ang paglabas noon ay 1 PgC y-1 kumpara sa rebolusyong pang-industriya, na 9 PgC y-1. O, kung ikaw ay isang internasyonal na batas na tao lamang tulad ko, ito ay isinasalin sa matinding katotohanan na ang nagawa natin sa loob lamang ng tatlong siglo ay 10 beses mas masahol pa kaysa sa naging sanhi ng mga kaganapan sa pagkalipol sa karagatan sa PETM.

Ang kaganapan sa pag-asido ng karagatan ng PETM ay nagdulot ng malalaking pagbabago sa mga pandaigdigang sistema ng karagatan, kabilang ang ilang pagkalipol. Kapansin-pansin, ipinahihiwatig ng agham na ang kabuuang biomass ay nanatili nang halos pantay-pantay, na may mga pamumulaklak na dinoflagellate at mga katulad na kaganapan na nag-offset sa pagkawala ng iba pang mga species. Sa kabuuan, ang rekord ng geological ay nagpapakita ng isang malawak na hanay ng mga kahihinatnan: blooms, extinctions, turnovers, pagbabago ng calcification, at dwarfism. Kaya, ang OA ay nagdudulot ng makabuluhang biotic na reaksyon kahit na ang rate ng pagbabago ay mas mabagal kaysa sa ating kasalukuyang rate ng carbon emissions. Ngunit, dahil ito ay mas mabagal, ang "hinaharap ay hindi pa natukoy na teritoryo sa ebolusyonaryong kasaysayan ng karamihan sa mga modernong organismo."

Kaya, ang anthropogenic OA event na ito ay madaling mangunguna sa PETM sa epekto. AT, dapat nating asahan na makakita ng mga pagbabago sa kung paano nangyayari ang pagbabago dahil naabala natin ang sistema. Pagsasalin: Asahan mong mabigla.

Tugon ng Ecosystem at Species

Ang pag-aasido ng karagatan at pagbabago ng temperatura ay parehong may carbon dioxide (CO2) bilang isang driver. At, habang maaari silang makipag-ugnayan, hindi sila tumatakbo nang magkatulad. Ang mga pagbabago sa pH ay mas linear, na may mas maliliit na deviations, at mas homogenous sa iba't ibang geographical na espasyo. Ang temperatura ay higit na nagbabago, na may malawak na mga paglihis, at malaki ang variable sa spatial.

Ang temperatura ang nangingibabaw na driver ng pagbabago sa karagatan. Kaya, hindi nakakagulat na ang pagbabago ay nagdudulot ng pagbabago sa distribusyon ng mga species sa lawak na maaari nilang iakma. At kailangan nating tandaan na ang lahat ng mga species ay may mga limitasyon sa kapasidad ng acclimation. Siyempre, ang ilang mga species ay nananatiling mas sensitibo kaysa sa iba dahil mayroon silang mas makitid na mga hangganan ng temperatura kung saan sila umunlad. At, tulad ng ibang mga stressor, ang sobrang temperatura ay nagpapataas ng sensitivity sa mga epekto ng mataas na CO2.

Mukhang ganito ang pathway:

Mga paglabas ng CO2 → OA → epekto ng biophysical → pagkawala ng mga serbisyo sa ecosystem (hal. ang isang bahura ay namatay, at hindi na humihinto sa mga storm surge) → socio-economic impact (kapag inilabas ng storm surge ang pier ng bayan)

Kasabay nito, ang pangangailangan para sa mga serbisyo ng ecosystem ay tumataas kasabay ng paglaki ng populasyon at pagtaas ng kita (kayamanan).

Upang tingnan ang mga epekto, sinuri ng mga siyentipiko ang iba't ibang mga senaryo ng pagpapagaan (iba't ibang mga rate ng pagbabago ng pH) kumpara sa pagpapanatili ng status quo na nanganganib:

Pagpapasimple ng pagkakaiba-iba (hanggang 40%), at sa gayon ay isang pagbawas sa kalidad ng ecosystem
May kaunti o walang epekto sa kasaganaan
Ang average na laki ng iba't ibang species ay bumababa ng 50%
Ang OA ay nagdudulot ng paglilipat mula sa pangingibabaw ng mga calcifier (mga organismo na ang istraktura ay binubuo ng calcium-based na materyal):

Walang pag-asa para sa kaligtasan ng mga corals na lubos na nakadepende sa tubig sa isang tiyak na pH upang mabuhay (at para sa malamig na tubig corals, mas mainit na temperatura ay magpapalala sa problema);
Gastropods (manipis-shelled sea snails) ay ang pinaka-sensitibo sa mga mollusk;
Malaki ang epekto sa mga exoskeleton-bearing aquatic invertebrate, kabilang ang iba't ibang species ng mollusk, crustacean, at echinoderms (isipin ang mga tulya, lobster at urchin)
Sa loob ng kategoryang ito ng mga species, ang mga arthropod (tulad ng hipon) ay hindi gaanong masama, ngunit may malinaw na senyales ng kanilang paghina.

Ang ibang mga invertebrate ay mas mabilis na umangkop (tulad ng dikya o bulate)
Ang isda, hindi masyado, at ang isda ay maaari ding walang lugar na malipatan (halimbawa sa SE Australia)
Ilang tagumpay para sa mga halaman sa dagat na maaaring umunlad sa pagkonsumo ng CO2
Ang ilang ebolusyon ay maaaring mangyari sa medyo maikling panahon, na maaaring mangahulugan ng pag-asa
Evolutionary rescue ng hindi gaanong sensitibong species o populasyon sa loob ng species mula sa nakatayong genetic variation para sa pH tolerance (makikita natin ito mula sa mga eksperimento sa pag-aanak; o mula sa mga bagong mutasyon (na bihira))

Kaya, nananatili ang pangunahing tanong: Aling mga species ang maaapektuhan ng OA? Mayroon kaming magandang ideya ng sagot: bivalves, crustaceans, predator ng calcifiers, at top predator sa pangkalahatan. Hindi mahirap isipin kung gaano kalubha ang mga pinansiyal na kahihinatnan para sa shellfish, seafood, at dive na industriya ng turismo lamang, lalo na ang iba sa network ng mga supplier at serbisyo. At sa harap ng kalubhaan ng problema, maaaring mahirap tumuon sa mga solusyon.

Ano Dapat ang ating Tugon

Ang pagtaas ng CO2 ang ugat (ng sakit) [ngunit tulad ng paninigarilyo, napakahirap na huminto sa naninigarilyo]

Dapat nating gamutin ang mga sintomas [high blood pressure, emphysema]
Dapat nating bawasan ang iba pang mga stressors [bawasan ang pag-inom at labis na pagkain]

Ang pagbabawas sa mga pinagmumulan ng pag-aasido ng karagatan ay nangangailangan ng patuloy na pagsisikap sa pagbawas ng pinagmulan sa parehong pandaigdigan at lokal na saklaw. Ang mga pandaigdigang paglabas ng carbon dioxide ay ang pinakamalaking driver ng pag-aasido ng karagatan sa laki ng karagatan sa mundo, kaya dapat nating bawasan ang mga ito. Ang mga lokal na pagdaragdag ng nitrogen at carbon mula sa mga point source, nonpoint sources, at natural na pinagmumulan ay maaaring magpalala sa mga epekto ng pag-aasido ng karagatan sa pamamagitan ng paglikha ng mga kundisyon na lalong nagpapabilis sa pagbabawas ng pH. Ang pagdeposito ng lokal na polusyon sa hangin (partikular ang carbon dioxide, nitrogen at sulfur oxide) ay maaari ding mag-ambag sa pagbawas ng pH at pag-aasido. Ang lokal na pagkilos ay maaaring makatulong na mapabagal ang bilis ng pag-aasido. Kaya, kailangan nating sukatin ang mga pangunahing anthropogenic at natural na proseso na nag-aambag sa pag-aasido.

Ang mga sumusunod ay priority, malapit-matagalang aksyon item para sa pagtugon sa karagatan acidification.

1. Mabilis at makabuluhang bawasan ang mga pandaigdigang paglabas ng carbon dioxide upang mabawasan at mabaligtad ang acidification ng ating mga karagatan.
2. Limitahan ang mga nutrient discharge na pumapasok sa tubig-dagat mula sa maliliit at malalaking on-site na sistema ng dumi sa alkantarilya, mga pasilidad ng wastewater ng munisipyo, at agrikultura, kaya nililimitahan ang mga stressor sa buhay sa karagatan upang suportahan ang adaptasyon at kaligtasan.
3. Magpatupad ng epektibong pagsubaybay sa malinis na tubig at pinakamahusay na mga gawi sa pamamahala, gayundin ang pagbabago ng mga umiiral at/o pagpapatibay ng mga bagong pamantayan ng kalidad ng tubig upang maging may kaugnayan ang mga ito sa pag-asido ng karagatan.
4. Siyasatin ang piling pag-aanak para sa pagpapahintulot sa pag-aasido ng karagatan sa mga shellfish at iba pang mahihinang uri ng dagat.
5. Kilalanin, subaybayan at pamahalaan ang mga tubig sa dagat at mga species sa mga potensyal na kanlungan mula sa pag-aasido ng karagatan upang sila ay makatiis ng magkasabay na mga stress.
6. Unawain ang kaugnayan sa pagitan ng mga variable ng water chemistry at paggawa ng shellfish at kaligtasan ng buhay sa mga hatchery at sa natural na kapaligiran, na nagsusulong ng mga pakikipagtulungan sa pagitan ng mga siyentipiko, tagapamahala, at mga nagtatanim ng shellfish. At, magtatag ng emergency na babala at kapasidad sa pagtugon kapag ang pagsubaybay ay nagpapahiwatig ng pagtaas ng mababang pH na tubig na nagbabanta sa sensitibong tirahan o mga operasyon ng industriya ng shellfish.
7. Ibalik ang seagrass, mangroves, marsh grass atbp. na kukuha at mag-aayos ng dissolved carbon sa marine water at lokal na maiwasan (o mabagal) ang mga pagbabago sa pH ng mga marine water na iyon
8. Turuan ang publiko tungkol sa problema ng pag-aasido ng karagatan at ang mga kahihinatnan nito para sa marine ecosystem, ekonomiya, at kultura

Ang mabuting balita ay ang pag-unlad ay ginagawa sa lahat ng mga larangang ito. Sa buong mundo, sampu-sampung libong tao ang nagsisikap na bawasan ang mga greenhouse gas emissions (kabilang ang CO2) sa internasyonal, pambansa at lokal na antas (Item 1). At, sa USA, ang item 8 ay ang pangunahing pokus ng isang koalisyon ng mga NGO na pinag-ugnay ng aming mga kaibigan sa Ocean Conservancy. Para sa item 7, TOF hosts ating sariling pagsisikap na maibalik ang mga nasirang seagrass meadows. Ngunit, sa isang kapana-panabik na pag-unlad para sa mga aytem 2-7, nakikipagtulungan kami sa mga pangunahing gumagawa ng desisyon ng estado sa apat na estado sa baybayin upang bumuo, magbahagi at magpakilala ng batas na idinisenyo upang tugunan ang OA. Ang mga umiiral na epekto ng pag-aasido ng karagatan sa mga shellfish at iba pang buhay sa dagat sa mga baybaying dagat ng Washington at Oregon ay nagbigay inspirasyon sa pagkilos sa maraming paraan.

Nilinaw ng lahat ng mga tagapagsalita sa kumperensya na higit pang impormasyon ang kailangan—lalo na tungkol sa kung saan mabilis na nagbabago ang pH, kung aling mga species ang maaaring umunlad, mabuhay, o umangkop, at mga lokal at panrehiyong estratehiya na gumagana. Kasabay nito, ang takeaway lesson ay na kahit na hindi natin alam ang lahat ng gusto nating malaman tungkol sa pag-aasido ng karagatan, maaari at dapat tayong gumawa ng mga hakbang upang mabawasan ang mga epekto nito. Patuloy kaming makikipagtulungan sa aming mga donor, tagapayo, at iba pang miyembro ng komunidad ng TOF upang suportahan ang mga solusyon.