O'limga olib keladigan jiddiy: kislotali okeanlar va biz nima qilishimiz kerak

The Ocean Foundation prezidenti Mark J. Spalding tomonidan

O'tgan hafta men Kaliforniyaning Monterey shahrida bo'ldim CO3 yuqori dunyoda okean bo'yicha 2-xalqaro simpoziumbilan bir vaqtda bo'lgan BLUE Ocean Film Festivali qo'shni mehmonxonada (lekin bu butunlay boshqa hikoya). Simpoziumda men ko'tarilgan karbonat angidrid (CO2) ning okeanlarimiz salomatligi va uning ichidagi hayotga ta'sirini bartaraf etish bo'yicha bilimlarning hozirgi holati va potentsial echimlar bilan tanishish uchun yuzlab boshqa ishtirokchilarga qo'shildim. Biz buning oqibatlarini okeanning kislotalanishi deb ataymiz, chunki bizning okeanimizning pH darajasi pasaymoqda va shuning uchun kislotaliroq bo'lib, okean tizimlariga jiddiy zarar etkazishi mumkin.

Okean kislota

2012 yilgi Oliy CO2 yig'ilishi 2 yilda Monakoda bo'lib o'tgan 2008-yig'ilishdan katta sakrash bo'ldi. 500 dan ortiq ishtirokchilar va 146 davlat vakillaridan 37 ta ma'ruzachilar muhokama qilinadigan masalalarni muhokama qilish uchun yig'ildilar. U ijtimoiy-iqtisodiy tadqiqotlarning birinchi yirik kiritilishini o'z ichiga oldi. Va asosiy e'tibor hali ham dengiz hayoti organizmlarining okeanlarning kislotalanishiga javoblari va bu okean tizimi uchun nimani anglatishiga qaratilgan bo'lsa-da, hamma so'nggi to'rt yil ichida ta'sirlar va potentsial echimlar haqidagi bilimimiz sezilarli darajada rivojlanganiga rozi bo'ldi.

O‘z navbatida, men hayratda o‘tirdim, chunki olimlar birin-ketin okeanlarni kislotalash (OA) haqidagi fan tarixini, OA haqidagi fan bilimlarining hozirgi holati haqida ma’lumot berib, ekotizim va iqtisodiy oqibatlarga oid o‘ziga xosliklarga oid dastlabki tasavvurlarimizni aytib berdilar. kislotaliroq va kislorod darajasi pastroq bo'lgan issiqroq okean.

Sven Loven Dengiz fanlari markazidan doktor Sem Dyupont - Kristinebergning aytishicha, Shvetsiya:

Biz nimani bilamiz?

Okeanning kislotalanishi haqiqatdir
Bu to'g'ridan-to'g'ri uglerod chiqindilarimizdan kelib chiqadi
Bu tez sodir bo'lmoqda
Ta'siri aniq
Yo'qolib ketishlar aniq
Bu tizimlarda allaqachon ko'rinadi
O'zgarish sodir bo'ladi

Issiq, nordon va nafas olish bir xil kasallikning belgilaridir.

Ayniqsa, boshqa kasalliklar bilan birgalikda OA katta xavfga aylanadi.

Biz juda ko'p o'zgaruvchanlikni kutishimiz mumkin, shuningdek, ijobiy va salbiy ta'sir o'tkazish.

Ba'zi turlar OA ostida xatti-harakatlarini o'zgartiradi.

Biz harakat qilish uchun yetarlicha bilamiz

Biz katta halokatli voqea kelishini bilamiz

Biz buni qanday oldini olishni bilamiz

Biz bilmaganimizni bilamiz

Biz nima qilishimiz kerakligini bilamiz (fanda)

Biz nimaga e'tibor qaratishimizni bilamiz (yechimlarni keltirish)

Lekin, biz kutilmagan hodisalarga tayyor bo'lishimiz kerak; Biz tizimni butunlay bezovta qildik.

Doktor Dyupon o'z sharhlarini ikkita farzandining fotosurati bilan kuchli va hayratlanarli ikki jumlali bayonot bilan yakunladi:

Men faol emasman, olimman. Lekin, men ham mas'uliyatli otaman.

Dengizdagi CO2 ning to'planishi "mumkin bo'lgan halokatli biologik oqibatlarga" olib kelishi mumkinligi haqidagi birinchi aniq bayonot 1974 yilda nashr etilgan (Whitfield, M. 1974. Atmosferada va dengizda fotoalbom CO2 to'planishi. Tabiat 247:523-525.). To'rt yil o'tgach, 1978 yilda, qazib olinadigan yoqilg'ining okeandagi CO2 ni aniqlash bilan bevosita aloqasi o'rnatildi. 1974-1980 yillar oralig'ida ko'plab tadqiqotlar okean ishqoriyligining haqiqiy o'zgarishini ko'rsata boshladi. Va nihoyat, 2004 yilda okeanning kislotalilik spektri (OA) umuman ilmiy jamoatchilik tomonidan qabul qilindi va yuqori CO2 simpoziumlarining birinchisi bo'lib o'tdi.

Keyingi bahorda, dengiz moliyachilari Montereydagi yillik yig'ilishda, shu jumladan Monterey ko'rfazi akvarium tadqiqot institutida (MBARI) ilg'or tadqiqotlarni ko'rish uchun dala safari bilan tanishdilar. Shuni ta'kidlashim kerakki, ko'pchiligimiz pH shkalasi nimani anglatishini eslatib turishimiz kerak edi, garchi hamma o'rta maktab fanlari sinflarida suyuqlikni sinab ko'rish uchun lakmus qog'ozidan foydalanganini eslaganday tuyuldi. Yaxshiyamki, mutaxassislar pH shkalasi 0 dan 14 gacha, 7 esa neytral ekanligini tushuntirishga tayyor edilar. PH qanchalik past bo'lsa, ishqoriylik pastligi yoki ko'proq kislotalilik degan ma'noni anglatadi.

Shu nuqtada, okean pH ga bo'lgan dastlabki qiziqish aniq natijalar berganligi aniq bo'ldi. Bizda ba'zi ishonchli ilmiy tadqiqotlar mavjud bo'lib, ular bizga okean pH pasayishi bilan ba'zi turlar gullab-yashnashi, ba'zilari omon qoladi, ba'zilari almashtiriladi va ko'plari yo'q bo'lib ketadi (kutilgan natija bioxilma-xillikning yo'qolishi, ammo biomassaning saqlanib qolishi). Bu keng xulosa laboratoriya tajribalari, dala taʼsirida oʻtkazilgan eksperimentlar, tabiiy ravishda yuqori CO2 joylarida oʻtkazilgan kuzatishlar va tarixdagi oldingi OA hodisalaridagi qazilma qoldiqlariga qaratilgan tadqiqotlar natijasidir.

O'tmishdagi okeanlarning kislotalanish hodisalaridan bilganimiz

Sanoat inqilobidan keyin 200 bir necha yil davomida okeanlar kimyosi va okean yuzasi haroratidagi o'zgarishlarni ko'rishimiz mumkin bo'lsa-da, nazorat taqqoslash uchun vaqtga orqaga qaytishimiz kerak (lekin juda uzoqqa emas). Shunday qilib, Kembriygacha bo'lgan davr (Yer geologik tarixining dastlabki 7/8 qismi) yagona yaxshi geologik analog sifatida aniqlangan (agar shunga o'xshash turlardan boshqa sabab bo'lmasa) va pH darajasi past bo'lgan ba'zi davrlarni o'z ichiga oladi. Ushbu oldingi davrlar past pH, past kislorod darajasi va iliqroq dengiz yuzasi harorati bilan o'xshash yuqori CO2 dunyosini boshdan kechirdi.

Biroq, tarixiy yozuvda biznikiga teng keladigan hech narsa yo'q joriy o'zgarish darajasi pH yoki harorat.

Okeanning so'nggi dramatik kislotalanish hodisasi 55 million yil oldin sodir bo'lgan PETM yoki Paleotsen-Eotsen Termal Maksimal deb nomlanadi va bu bizning eng yaxshi taqqoslashimizdir. Bu tez sodir bo'ldi (taxminan 2,000 yildan ortiq) u 50,000 XNUMX yil davom etdi. Buning uchun bizda kuchli ma'lumotlar/dalillar bor - va shuning uchun olimlar uni uglerodni katta miqdorda chiqarish uchun eng yaxshi mavjud analogimiz sifatida ishlatishadi.

Biroq, bu mukammal analog emas. Biz bu nashrlarni petagramlarda o'lchaymiz. PgC - bu uglerodning petagramlari: 1 petagram = 1015 gramm = 1 milliard metrik tonna. PETM bir necha ming yil ichida 3,000 PgC chiqarilgan davrni ifodalaydi. Eng muhimi, so'nggi 270 yildagi o'zgarish tezligi (sanoat inqilobi), chunki biz sayyoramiz atmosferasiga 5,000 PgC uglerodni pompaladik. Bu shuni anglatadiki, o'sha paytda ishlab chiqarish sanoat inqilobi bilan solishtirganda 1 PgC y-1 bo'lgan, ya'ni 9 PgC y-1. Yoki, agar siz men kabi xalqaro huquqshunos bo'lsangiz, bu biz uch asrdan kamroq vaqt ichida qilgan ishimizni aniq haqiqatga aylantiradi. 10 marta yomonroq PETMda okeandagi yo'q bo'lib ketish hodisalariga nima sabab bo'lganidan ko'ra.

PETM okeanining kislotalanish hodisasi global okean tizimlarida katta o'zgarishlarga olib keldi, shu jumladan ba'zi yo'q bo'lib ketishlar. Qizig'i shundaki, fan shuni ko'rsatadiki, umumiy biomassa dinoflagellatning gullashi va shunga o'xshash hodisalar bilan boshqa turlarning yo'qolishini qoplagan. Hammasi bo'lib, geologik rekord oqibatlarning keng doirasini ko'rsatadi: gullash, yo'q bo'lib ketish, aylanmalar, kalsifikatsiyaning o'zgarishi va mittilik. Shunday qilib, OA o'zgarish tezligi bizning uglerod chiqindilarining hozirgi tezligidan ancha sekinroq bo'lsa ham muhim biotik reaktsiyaga sabab bo'ladi. Ammo, bu ancha sekinroq bo'lganligi sababli, "kelajak ko'pchilik zamonaviy organizmlarning evolyutsiya tarixida aniqlanmagan hududdir".

Shunday qilib, ushbu antropogen OA hodisasi ta'sirida PETM ni osongina engib chiqadi. VA, biz o'zgarishlar qanday sodir bo'lishini ko'rishni kutishimiz kerak, chunki biz tizimni juda bezovta qildik. Tarjimasi: Ajablanishni kuting.

Ekotizim va turlarning javobi

Okeanning kislotalanishi va haroratning o'zgarishi ikkalasi ham harakatlantiruvchi vosita sifatida karbonat angidridga (CO2) ega. Va ular o'zaro ta'sir qilishlari mumkin bo'lsa-da, ular parallel ravishda ishlamaydi. PH o'zgarishlari ko'proq chiziqli, kichikroq og'ishlar bilan va turli geografik makonlarda bir hil bo'ladi. Harorat ancha o'zgaruvchan, keng og'ishlarga ega va fazoviy jihatdan sezilarli darajada o'zgaruvchan.

Okeandagi o'zgarishlarning asosiy omili haroratdir. Shunday qilib, o'zgarish turlarning taqsimlanishida ular moslasha oladigan darajada o'zgarishiga olib kelishi ajablanarli emas. Va shuni yodda tutishimiz kerakki, barcha turlarning moslashish qobiliyati chegaralangan. Albatta, ba'zi turlar boshqalarga qaraganda ko'proq sezgir bo'lib qoladi, chunki ular o'sadigan haroratning tor chegaralariga ega. Va, boshqa stress omillari kabi, haroratning haddan tashqari ko'tarilishi yuqori CO2 ta'siriga nisbatan sezgirlikni oshiradi.

Yo'l quyidagicha ko'rinadi:

CO2 emissiyasi → OA → biofizik ta'sir → ekotizim xizmatlarini yo'qotish (masalan, rif o'ladi va endi bo'ron to'lqinlarini to'xtatmaydi) → ijtimoiy-iqtisodiy ta'siri (bo'ron ko'tarilishi shahar iskalasini olib tashlaganda)

Shu bilan birga, ekotizim xizmatlariga talab aholining o'sishi va daromad (boylik) ortishi bilan ortib borayotganini ta'kidladi.

Ta'sirlarni ko'rib chiqish uchun olimlar turli xil yumshatish stsenariylarini (pH o'zgarishining turli sur'atlari) xavf ostida bo'lgan status-kvoni saqlab qolish bilan solishtirganda ko'rib chiqdilar:

Turli xillikni soddalashtirish (40% gacha) va shu bilan ekotizim sifatini pasaytirish
Mo'l-ko'llikka ta'siri juda kam yoki umuman yo'q
Har xil turlarning o'rtacha hajmi 50% ga kamayadi
OA kalsifikatsiya qiluvchi moddalar (tuzilmasi kaltsiy asosidagi materialdan tashkil topgan organizmlar) tomonidan ustunlikdan uzoqlashishiga olib keladi:

Omon qolish uchun ma'lum bir pH darajasida suvga to'liq bog'liq bo'lgan mercanlarning omon qolishiga umid yo'q (va sovuq suv marjonlari uchun issiq harorat muammoni yanada kuchaytiradi);
Gastropodlar (ingichka qobiqli dengiz salyangozlari) mollyuskalarning eng sezgiri;
Ekzoskeletli suvda yashovchi umurtqasizlar, jumladan mollyuskalar, qisqichbaqasimonlar va echinodermalarning har xil turlariga katta ta'sir ko'rsatadi (o'ylab ko'ring, mollyuskalar, omarlar va kirpilar)
Ushbu toifadagi turlar ichida artropodlar (masalan, qisqichbaqalar) unchalik yomon emas, ammo ularning kamayishi haqida aniq signal mavjud.

Boshqa umurtqasizlar tezroq moslashadi (meduza yoki qurtlar kabi)
Baliq, unchalik ko'p emas va baliqning ham ko'chib o'tadigan joyi bo'lmasligi mumkin (masalan, Avstraliyada)
CO2 iste'mol qilish orqali rivojlanishi mumkin bo'lgan dengiz o'simliklari uchun ba'zi muvaffaqiyatlar
Ba'zi evolyutsiya nisbatan qisqa vaqt oralig'ida sodir bo'lishi mumkin, bu umidni anglatishi mumkin
Kam sezgir turlar yoki tur ichidagi populyatsiyalar tomonidan pH bardoshliligi uchun doimiy genetik o'zgaruvchanlikdan evolyutsion qutqarish (biz buni naslchilik tajribalaridan yoki yangi mutatsiyalardan (kam uchraydigan) ko'rishimiz mumkin)

Shunday qilib, asosiy savol qoladi: OA qaysi turlarga ta'sir qiladi? Biz javobni yaxshi tushunamiz: ikki pallalilar, qisqichbaqasimonlar, kalsifikatsiya qiluvchilarning yirtqichlari va umuman, yuqori yirtqichlar. Moliyaviy oqibatlar faqat mollyuskalar, dengiz mahsulotlari va sho'ng'in turizmi sanoati uchun qanchalik og'ir bo'lishini tasavvur qilish qiyin emas, etkazib beruvchilar va xizmatlar tarmog'idagi boshqalar. Va muammoning ulkanligi oldida yechimlarga e'tibor qaratish qiyin bo'lishi mumkin.

Bizning javobimiz qanday bo'lishi kerak

CO2 ko'tarilishi (kasallikning) asosiy sababidir [lekin chekish kabi, chekuvchini tashlab yuborish juda qiyin]

Biz simptomlarni davolashimiz kerak (yuqori qon bosimi, amfizem)
Biz boshqa stress omillarini kamaytirishimiz kerak [ichish va ortiqcha ovqatlanishni kamaytirish]

Okeanlarni kislotalash manbalarini kamaytirish global va mahalliy miqyosda manbalarni qisqartirish bo'yicha doimiy harakatlarni talab qiladi. Global karbonat angidrid chiqindilari dunyo okeani miqyosida okeanlarning kislotalanishining eng katta omilidir, shuning uchun biz ularni kamaytirishimiz kerak. Nuqtali manbalardan, nuqta bo'lmagan manbalardan va tabiiy manbalardan azot va uglerodning mahalliy qo'shilishi pH pasayishini yanada tezlashtiradigan shart-sharoitlarni yaratib, okeanning kislotalanishi ta'sirini kuchaytirishi mumkin. Mahalliy havo ifloslanishining (xususan, karbonat angidrid, azot va oltingugurt oksidi) cho'kishi ham pH va kislotalanishning pasayishiga yordam beradi. Mahalliy harakatlar kislotalanish tezligini sekinlashtirishga yordam beradi. Shunday qilib, kislotalanishga hissa qo'shadigan asosiy antropogen va tabiiy jarayonlarni miqdoriy aniqlashimiz kerak.

Quyida okeanlarning kislotaliligini bartaraf etish uchun ustuvor, yaqin muddatli chora-tadbirlar mavjud.

1. Okeanlarimiz kislotalanishini yumshatish va qaytarish uchun karbonat angidridning global emissiyasini tez va sezilarli darajada kamaytiring.
2. Kichik va katta kanalizatsiya tizimlari, shahar oqava suv inshootlari va qishloq xo'jaligidan dengiz suvlariga tushadigan ozuqa moddalarining oqizishini cheklash, shu bilan moslashish va yashashni qo'llab-quvvatlash uchun okean hayotiga stress omillarini cheklash.
3. Samarali toza suv monitoringi va eng yaxshi boshqaruv amaliyotlarini amalga oshirish, shuningdek, mavjud suv sifati standartlarini qayta ko'rib chiqish va/yoki ularni okeanlarni kislotalash bilan bog'liq qilish uchun yangi qabul qilish.
4. Qisqichbaqasimonlar va boshqa zaif dengiz turlarining okean kislotaliligiga chidamliligi uchun selektiv naslchilikni o'rganing.
5. Dengiz suvlari va okeanlarning kislotalilikdan qochadigan potentsial qochqinlardagi turlarini aniqlash, kuzatish va boshqarish, shunda ular bir vaqtda stresslarga bardosh bera oladilar.
6. Olimlar, menejerlar va chig'anoq yetishtiruvchilar o'rtasidagi hamkorlikni rag'batlantirish, suv kimyoviy o'zgaruvchilari va chig'anoqlar ishlab chiqarish va inkubatsiya zavodlarida va tabiiy muhitda omon qolish o'rtasidagi bog'liqlikni tushuning. Va monitoring sezgir yashash muhiti yoki mollyuskalar sanoati faoliyatiga tahdid soladigan past pH suvining keskin ko'tarilishini ko'rsatsa, favqulodda ogohlantirish va javob berish qobiliyatini o'rnating.
7. Dengiz suvlarida erigan uglerodni o'zlashtiradigan va tuzatadigan dengiz o'tlari, mangrovlar, botqoq o'tlari va boshqalarni tiklang va bu dengiz suvlarining pH o'zgarishini mahalliy ravishda oldini oling (yoki sekin)
8. Okeanlarni kislotalash muammosi va uning dengiz ekotizimlari, iqtisodiyoti va madaniyati uchun oqibatlari haqida jamoatchilikni ma'lumot berish.

Yaxshi xabar shundaki, bu jabhalarning barchasida muvaffaqiyatga erishilmoqda. Global miqyosda o'n minglab odamlar xalqaro, milliy va mahalliy darajada issiqxona gazlari chiqindilarini (shu jumladan CO2) kamaytirish ustida ishlamoqda (1-band). Va AQShda 8-band Okeanni muhofaza qilish bo'yicha do'stlarimiz tomonidan muvofiqlashtirilgan NNTlar koalitsiyasining asosiy yo'nalishi hisoblanadi. 7-band uchun TOF xostlari shikastlangan dengiz o'tloqlarini tiklash uchun o'zimizning sa'y-harakatlarimiz. Ammo, 2-7 bandlari uchun qiziqarli ishlanmada biz to'rtta qirg'oq bo'yidagi shtatdagi asosiy qaror qabul qiluvchilar bilan OA bilan bog'liq qonunchilikni ishlab chiqish, almashish va joriy etish uchun ishlamoqdamiz. Vashington va Oregon qirg'oq suvlaridagi qobiqli baliqlar va boshqa dengiz hayotiga okean kislotasining mavjud ta'siri turli yo'llar bilan harakatni ilhomlantirdi.

Konferentsiyadagi barcha ma'ruzachilar ko'proq ma'lumotga muhtojligini aniq aytishdi - ayniqsa pH qayerda tez o'zgarib borayotgani, qaysi turlar o'sishi, yashashi yoki moslashishi, mahalliy va mintaqaviy strategiyalar ishlayotgani haqida. Shu bilan birga, olib borilgan saboq shundan iboratki, biz okeanlarning kislotalanishi haqida bilishni xohlagan hamma narsani bilmasak ham, uning ta'sirini yumshatish uchun choralar ko'rishimiz mumkin va qilishimiz kerak. Biz donorlarimiz, maslahatchilarimiz va TOF hamjamiyatining boshqa aʼzolari bilan yechimlarni qoʻllab-quvvatlashda ishlashda davom etamiz.