Что приводит к подкислению воды в океане

Исследование: закисление океана угрожает океанской жизни

Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть фото Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть картинку Что приводит к подкислению воды в океане. Картинка про Что приводит к подкислению воды в океане. Фото Что приводит к подкислению воды в океане

Автор фото, Getty Images

По данным исследования, повышение кислотности океанских вод отразится на жизни морских обитателей на всех звеньях пищевой цепи

Повышение уровня кислотности океанских вод из-за попадания углекислого газа в Мировой океан в процессе человеческой деятельности окажет влияние на морскую жизнь, обнаружило крупное международное исследование.

Как показывают результаты продолжавшегося восемь лет исследования, в котором приняли участие 250 ученых из разных стран, от выбросов углекислого газа в океан особенно пострадает молодняк.

Например, количество мальков трески, вырастающих до взрослых особей, может сократиться до четверти от нынешнего уровня, а то и уменьшиться в 12 раз.

К такому выводу привели результаты научного исследования программы BIOACID, которая осуществляется в Германии.

Брошюра, обобщающая основные результаты исследования, будет представлена в ноябре участникам переговоров на ежегодной конференции ООН по вопросам климатических изменений, которая в этом году пройдет в Бонне.

Авторы отчета о биологическом воздействии океанического закисления говорят, что некоторым морским организмам изменения состава воды могут поначалу идти на пользу, но опосредованно даже они могут пострадать из-за сдвигов во всей пищевой цепочке.

Кроме того, исследование показывает, что изменения океанической среды в результате повышения уровня кислотности усилятся из-за глобального потепления, загрязнения окружающей среды, эксплуатации прибрежных зон, интенсивного рыболовства и использования сельскохозяйственных удобрений.

Автор фото, MAIKE NICOLAI/GEOMAR

Пагубные последствия от повышения кислотности океанских вод усугубятся из-за глобального потепления, сообщают участники исследования

Повышение уровня кислотности океанских вод происходит потому, что СО2, образующийся при сжигании ископаемого (органического) топлива, растворяясь в морской воде, превращается в угольную кислоту, и это снижает уровень pH воды.

С начала промышленной революции средний уровень рН поверхностных вод океана снизился с 8,2 до 8,1. Это означает, что кислотность океана повысилась примерно на 26%.

Автор фото, MAREK MIS/SPL

В результате попадания углекислоты в океан особенно пострадает молодняк морских обитателей, предсказывают ученые

На повестке дня

Начиная с 2009 года, ученые научной программы BIOACID занимались изучением того, как повышение уровня кислотности вод океана оказывает влияние на морских обитателей на разных этапах развития, как изменения отражаются на морской пищевой цепи и можно ли смягчить последствия путем эволюционной адаптации видов.

Автор фото, JAGO-TEAM/GEOMAR

По данным исследования, ля некоторых морских водорослей повышение кислотности вод океана может иметь позитивный эффект

По обобщенным данным более 350 публикаций об исследованиях последствий закисления океана, которые будут представлены делегатам на съезде в следующем месяце, почти половина всех испытуемых морских животных негативно отреагировали на незначительное увеличение содержания углекислого газа в морской среде.

Последствиями окисления вод были затронуты молодые особи атлантической трески, голубых мидий, морских звезд, морских ежей, голубых моллюсков и морских бабочек.

Однако по данным эксперимента морские желуди оказались равнодушны к увеличению уровня кислотности, а некоторые морские растения, такие как водоросли, которые используют углерод для процесса фотосинтеза, даже смогли извлечь из этого этого пользу.

Автор фото, Getty Images

Морские желуди нечувствительны к увеличению уровня кислотности

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

Конец истории Подкаст

По мнению эксперта в области исследований повышения кислотности океанских вод центра Plymouth Marine Laboratory в Британии профессора Кэрол Тэрли, программа BIOACID представляет особую важность для изучения процесса:

Конференция пройдет в Германии под руководством делегатов из Фиджи. Их задачей будет привлечение внимания других участников к последствиям повышения содержания углекислого газа для Мирового океана.

Источник

CO2 и закисление океана: причины, последствия, решения

Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть фото Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть картинку Что приводит к подкислению воды в океане. Картинка про Что приводит к подкислению воды в океане. Фото Что приводит к подкислению воды в океане

Углеродное загрязнение меняет химический состав океана, замедляя его способность поглощать СО2, делая его более кислым и нанося вред моллюскам и другим морским обитателям, от которых мы зависим.

С конца доиндустриальной эры океан поглотил около 29 процентов глобальных выбросов углекислого газа. За последнее десятилетие (с 2008 по 2017 год) люди ежегодно выбрасывали в атмосферу около 40 гигатонн выбросов газов, улавливающих тепло, в результате сжигания ископаемого топлива и изменений в землепользовании, что по массе эквивалентно 252 миллионам голубых китов.

Что такое закисление океана?

Когда углекислый газ попадает в океан, он растворяется в солёной воде. Во-первых, он образует угольную кислоту. Затем эта угольная кислота распадается — «диссоциирует» — с образованием ионов бикарбоната и водорода. Закисление океана происходит в результате увеличения концентрации ионов водорода и уменьшения содержания карбонат-ионов из-за поглощения повышенного количества углекислого газа. Моллюски, мидии, крабы, кораллы и другие морские обитатели зависят от карбонат-ионов, которые нужны им, чтобы вырастить свои раковины и развиваться.

Кислотность — это мера (в единицах pH) концентрации ионов водорода в растворе, в данном случае в океанской воде.

В течение миллионов лет обмен CO2 между поверхностью океана и атмосферой оставался постоянным. За последние 150 лет люди значительно увеличили количество углекислого газа в атмосфере за счёт сжигания ископаемого топлива и изменения практики землепользования. В результате океан поглотил около 29 процентов этого дополнительного углерода.

Этот дополнительный CO2 оказал значительное влияние на океан. Поверхностные воды сейчас на 30 процентов кислее, чем в начале индустриальной эры. Подкисление океана сейчас происходит быстрее, чем когда-либо за последние 66 миллионов лет и, возможно, за последние 300 миллионов лет. Прогнозы показывают, что к концу этого столетия поверхностные воды океана могут быть более чем в два раза кислее, чем они были в конце прошлого столетия, если мы не сократим выбросы углерода.

Концентрация CO2 приводит к повышению температуры и закислению

Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к повышению температуры поверхности океана и вызывает его закисление. Хотя потепление и закисление — разные явления, они вместе вредят морским экосистемам. Эти изменения в океане не везде происходят с одинаковой скоростью: есть существенные различия в градиентах температуры, широты и глубины.

Скорость, с которой вода поглощает CO2, уменьшается с повышением температуры воды. Это означает, что полярные регионы, такие как Аляска, где вода в океане относительно холодная, могут поглощать больше CO2, чем более тёплые тропики. В результате полярные поверхностные воды, как правило, окисляются быстрее, чем в других широтах, и в среднем более тёплые районы океана выделяют CO2 в атмосферу, а не поглощают его.

Региональные различия в закислении океана также можно частично объяснить влиянием моделей циркуляции океана. Из-за преобладающих ветров и других природных явлений океан поднимает вверх богатые питательными веществами и более кислые или агрессивные глубинные воды. В естественных условиях проникновение богатых питательными веществами, прохладных и агрессивных глубинных вод в верхние слои полезно для прибрежных экосистем. Но в регионах с закислёнными водами приток более прохладных глубинных вод (которые также имеют тенденцию быть кислее) усиливает эффекты существующего закисления.

В других регионах, обычно в тропиках, повышение температуры в поверхностных водах замедляет обмен углерода между глубокими водами и поверхностными водами. Здесь ветер играет ключевую роль: он смешивает верхние и более глубокие воды и переносит насыщенные углекислым газом воды в более глубокие районы океана. С повышением температуры поверхности ветрам всё труднее смешивать эти слои, которые становятся всё более расслоёнными, означая, что они располагаются друг над другом. Следовательно, в местах с более тёплой водой верхние слои становятся более насыщенными CO2 и не могут поглощать больше, а нижние слои содержат меньше кислорода (это называется деоксигенацией).

Закисление океана влияет на морскую жизнь

Прибрежные и морские экосистемы подвергаются огромному стрессу из-за изменения климата. Закисление океана в сочетании с другими климатическими воздействиями, такими как потепление воды, деоксигенация, таяние льдов и прибрежная эрозия, создают реальную угрозу для выживания многих морских видов.

Закисление океана особенно пагубно для видов, которые наращивают свои скелеты и раковины из карбоната кальция (например, моллюски, мидии, крабы, фитопланктон и кораллы), и которые составляют нижнюю часть пищевой цепи. Закисление снижает доступность карбонат-ионов в водах океана, которые являются строительными блоками, необходимыми этим организмам для создания своих раковин и скелетов, что значительно снижает шансы их потомства на выживание.

В присутствии других факторов климатического стресса закисление океана затрудняет восстановление жизнедеятельности видов. Возьмём, к примеру, проблему обесцвечивания кораллов. Кораллы поддерживают мутуалистические отношения с фотосинтезирующими водорослями, живущими в их тканях: кораллы служат убежищем для водорослей, и каждый обеспечивает друг друга питательными веществами, необходимыми для их выживания. Но когда температура воды становится слишком высокой, кораллы вытесняют эти водоросли, делая их более уязвимыми для болезней и менее способными поддерживать и строить свою структуру.

Закисление океана препятствует способности кораллов восстанавливаться после обесцвечивания, поскольку оно снижает количество доступного карбоната кальция, необходимого кораллам для восстановления здоровья. В докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) указывается, что 99 процентов теплопроводных коралловых рифов в мире могут исчезнуть, если средние глобальные температуры поднимутся на 2°C или более по сравнению с доиндустриальными уровнями.

Закисление океана влияет на экономику, средства к существованию людей и общин

Промысел моллюсков также ощущает воздействие углеродного загрязнения. Ожидается, что в таких местах, как тихоокеанское побережье США, потепление вод и закисление океана приведет к сокращению популяций краба Дандженесс, самого прибыльного промысла в Орегоне и Вашингтоне.

Рыболовство на Северо-Западе США уже ощущает воздействие потепления вод, которое сеет хаос в регионе и наносит многомиллионный ущерб местной экономике. Повышение температуры океана вызвало быстрое увеличение количества токсичных водорослей. Токсичные водоросли вырабатывают опасный нейротоксин — домоевую кислоту, которая накапливается в организме моллюсков, представляя опасность для здоровья человека. В результате многие рыбные промыслы Западного побережья были вынуждены закрыть. В связи с повышением кислотности воды и последующим сокращением количества минералов, необходимых для выращивания моллюсков, это рыболовство столкнётся с серьёзными проблемами в будущем.

Что касается потепления, то Федерация ассоциаций рыбаков тихоокеанского побережья (PCFFA) подала иск против 30 компаний, занимающихся добычей ископаемого топлива, в 2018 году. PCFFA утверждает, что эти компании способствовали увеличению потребления нефти, угля и природного газа и получали прибыль от этого, несмотря на то, что знали о связи между увеличением выбросов, удерживающих тепло, и изменением климата. Это первое дело, возбуждённое отраслевой ассоциацией против компаний, работающих на ископаемом топливе.

Почему это важно и что вы можете сделать?

Если вы живете в Канзасе или Оклахоме, вы можете подумать, что закисление океана на вас не влияет. Но это так. Закисление океана влияет на важные секторы экономики США, такие как рыболовство и туризм, оно влияет на снабжение продовольствием и усугубляет глобальное потепление, ограничивая способность океанов поглощать CO2. Для сообществ, зависящих от прибрежных ресурсов, на карту поставлен их образ жизни и культурная самобытность.

Если выбросы CO2 не прекратятся, то к концу века закисление океана, как ожидается, сократит уловы моллюсков в США. К концу столетия ежегодные поставки моллюсков могут сократиться на 35 процентов, поставки устриц — на 50 процентов, а морских гребешков — на 55 процентов. В целом отрасль морепродуктов может понести совокупные убытки потребителей в размере 230 миллионов долларов. В этом же сценарии закисление океана в сочетании с потеплением может стоить 140 миллиардов долларов в сегодняшних долларах в виде утраченных рекреационных преимуществ, связанных с коралловыми рифами, а индустрия отдыха на коралловых рифах в США может упасть в цене более чем на 90 процентов к 2100 году.

Самый эффективный способ ограничить закисление океана — это принять меры в связи с изменением климата, внедряя решения для значительного сокращения использования ископаемого топлива. Если мы резко сократим выбросы в результате глобального потепления и ограничим потепление в будущем, мы сможем значительно уменьшить вред, наносимый морским экосистемам.

Нам также необходимо сделать так, чтобы ресурсы доходили до тех сообществ, которые больше всего пострадают от закисления океана. В настоящее время налогоплательщики оплачивают ущерб, нанесённый климату, и затраты на адаптацию. Однако изменение климата отрицательно сказывается на местной экономике и препятствует адаптации этих сообществ.

Суды начинают рассматривать вопрос о привлечении производителей ископаемого топлива к ответственности за ущерб, который, как они знали, наносила их продукция, потому что они предпочли дезинформировать инвесторов и общественность об этих рисках вместо того, чтобы принимать меры по их снижению. Обосновывая ответственность этих компаний, Генри Шу, профессор политики и международных отношений Оксфордского университета, утверждает: «Компании сознательно нарушили самый основной моральный принцип «не навреди», и теперь они должны возместить причинённый ими вред путём возмещения убытков и их доли затрат на адаптацию». Научные данные, которые показывают масштабы ущерба, нанесённого углеродным загрязнением, могут послужить основой для этих усилий.

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

УПРАВЛЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫМИ ПРИБРЕЖНЫМИ СТРЕССОРАМИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ПОДКИСЛЕНИЯ И ПОТЕПЛЕНИЯ ОКЕАНА

Управление локальными прибрежными стрессорами для снижения экологических последствий подкисления и потепления океана

Антропогенная деятельность увеличила количество стрессоров, действующих на экосистемы. Когда одновременно действуют несколько факторов стресса, между ними возникает большая вероятность аддитивных, синергетических и антагонистических эффектов. Там, где проявляются аддитивные и синергетические эффекты, менеджеры могут принести непропорционально большие выгоды, если они в первую очередь действуют на синергетический эффект. Однако стрессоры действуют в разных пространственных и временных масштабах. Глобальные факторы стресса (например, закисление и потепление океана), как правило, медленно изменяются в течение длительных периодов времени, хотя их интенсивность и воздействие зависят от местных условий. С другой стороны, местные факторы стресса имеют тенденцию быстро меняться в более коротких и более определенных пространственных и временных масштабах. Следовательно, местные факторы стресса могут подвергаться большему контролю за счет местного управления (например, эвтрофикации и перелова), в то время как глобальные факторы стресса характеризуются внутренней инерцией, действие которой длится десятилетия, если не столетия. Хотя сокращение выбросов углерода является международным приоритетом для управления глобальными факторами стресса, для этого требуются международные соглашения и приложения для управления, разработка которых требует значительного времени. Менеджеры, однако, могут «выиграть время», воздействуя на факторы стресса, управление которыми носит локальный характер (например, сокращение поступления питательных веществ) и, как известно, взаимодействует с глобальными факторами стресса (например, обогащенный CO для этого требуются международные соглашения и приложения для управления, разработка которых требует значительного времени. Менеджеры, однако, могут «выиграть время», воздействуя на факторы стресса, управление которыми носит локальный характер (например, сокращение поступления питательных веществ) и, как известно, взаимодействует с глобальными факторами стресса (например, обогащенный CO для этого требуются международные соглашения и приложения для управления, разработка которых требует значительного времени. Менеджеры, однако, могут «выиграть время», воздействуя на факторы стресса, управление которыми носит локальный характер (например, сокращение поступления питательных веществ) и, как известно, взаимодействует с глобальными факторами стресса (например, обогащенный CO2 ). Такие действия на местном уровне могут потенциально нарушить взаимодействие с более медленно изменяющимися глобальными факторами стресса, которые можно уменьшить только в более длительных временных масштабах.

Ключевые слова: глобальные стрессоры ; местные стрессоры ; закисление океана ; питательные вещества ; потепление океана ; синергизм ; управление

После промышленной революции антропогенное воздействие на природные системы постоянно усиливается, увеличивая количество стрессоров, действующих одновременно на наземные и морские системы. Хотя большинство факторов стресса имеют антропогенное происхождение и встречаются во всем мире, они обладают разными характеристиками, с помощью которых можно управлять.

0,7 ° C за последние 100 лет и, как ожидается, вырастет еще на 2–4 ° C к 2100 году, в зависимости от скорости увеличения атмосферного [CO 2 ] [ 6 ].

Уменьшение местных факторов стресса может «выиграть время» для поддержания устойчивости морских систем. С локальными факторами стресса можно эффективно справляться в небольших пространственных масштабах, а условия окружающей среды можно улучшать за относительно короткие периоды времени. Важно отметить, что уменьшение местных стрессоров уже доказало свою эффективность в снижении синергии с глобальными стрессорами. Например, сокращение поступления азота в океаны через поверхностный сток может поднять верхний предел термического обесцвечивания кораллов, тем самым повышая их устойчивость к тепловому стрессу и потеплению океана [ 21 ].

2. Пример из ламинарии.

Когда условия окружающей среды изменяются в результате деятельности человека (например, повышенное осаждение, эвтрофикация), матообразующие водоросли предпочтительнее рекрутов ламинарии [ 26 ]. Матообразующие водоросли имеют морфологию улавливания отложений и являются быстрорастущими видами, способными быстро колонизировать субстрат при повышенной нагрузке питательными веществами и отложениями [ 37 ]. Напротив, водоросли часто не вербуются в таких условиях [ 34 ]. Эти процессы ( т. Е. Разрастание матообразующих водорослей и отказ водорослей в пополнении) постепенно приводят к переходу от рифов с преобладанием ламинарии к рифам с преобладанием дерна [ 38].]. Таким образом, устойчивость к внешним воздействиям снижается из-за местных действий (например, сброс ливневых и сточных вод, дноуглубительные работы), которые изменяют абиотическую среду с масштабов от 100 секунд до километров.

За счет воздействия на местные факторы стресса, которые, как известно, вызывают мультипликативный эффект с факторами климатического стресса, менеджеры могут принести непропорционально большие результаты своим усилиям. В этом отношении системы ламинарии дают возможность исследовать, как снижение локальных стрессоров может нарушить синергию с глобальными стрессорами, которые не находятся в непосредственном ведении местных менеджеров.

Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть фото Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть картинку Что приводит к подкислению воды в океане. Картинка про Что приводит к подкислению воды в океане. Фото Что приводит к подкислению воды в океане

Рисунок 1. Схематическое изображение того, как местное руководство могло бы действовать для уменьшения местных факторов стресса, потенциально нарушая взаимодействие с глобальными факторами стресса.

Действия руководства должны учитывать местные условия и устранять факторы стресса, наиболее актуальные для данной конкретной системы. Например, в системах лесоводства ламинарии, управляемой снизу вверх, наиболее эффективным действием будет улучшение качества воды, что снижает конкурентное преимущество газонов перед водорослями. В системе лесов ламинарии, управляемой сверху вниз, наилучший выигрыш может быть получен за счет обеспечения присутствия высших хищников и поддержания трофических каскадов. Поскольку местные факторы стресса распространены повсеместно, обе системы выиграют от более комплексного управления факторами стресса, направленного на решение проблемы качества воды и сохранения трофических каскадов одновременно.

Мы сосредоточились на синергетических эффектах ( т.е. положительной обратной связи, которая является мультипликативной), но мы также подчеркиваем необходимость исследования взаимодействий между глобальными и локальными стрессорами как антагонистических эффектов ( т.е. отрицательная обратная связь, которая является мультипликативной). Результаты таких экологических исследований должны не только привести к исследованию возможности нарушения синергии (положительные обратные связи), но и способствовать антагонизму (отрицательные обратные связи) [ 14 ]. Несмотря на то, что воздействие окружающей среды, как часто прогнозируется, приведет к глубокой реорганизации сообщества, оно может привести к относительно небольшим чистым изменениям в структуре сообщества ( т. Е., функция «стабильность» в противоположность «устойчивости»). Компенсационные процессы происходят в динамике сообщества, чтобы создать сильные стабилизирующие эффекты на уровне сообщества [ 48 ]. Компенсационные эффекты имеют решающее значение для долгосрочной устойчивости экосистем перед лицом изменений окружающей среды. Этот стабилизирующий эффект компенсаторных процессов представляет значительный интерес, поскольку предполагает, что экологические системы обладают некоторой долгосрочной способностью к устойчивости по мере изменения окружающей среды. Там, где компенсирующие эффекты защищают экосистемы от изменений окружающей среды, потеря компенсирующих процессов не только ухудшит устойчивость экосистемы, но также сделает изменения экосистемы более изменчивыми и менее предсказуемыми.

Реагирование на изменение климата требует не только изменений глобальной политики, но и изменений в региональном управлении локальными факторами стресса. В локальном масштабе стабильность и сопротивляемость природных систем можно повысить с помощью действий, которые уменьшают потерю хищников (например, регулирование рыболовства, планирование МОР), уменьшают деградацию среды обитания (например, уменьшение загрязнения воды) и восстанавливают деградировавшие среды обитания [ 49 ]. Мы обсудили, как этот местный ответ может уменьшить нежелательные экологические изменения, особенно там, где локальные и глобальные факторы стресса сочетаются синергетическим образом для ускорения изменений. Вероятно, что большинство систем не переходят из одного состояния в другое резко, а постепенно переходят через несколько поколений [ 50]. Однако усилия, необходимые для того, чтобы обратить вспять смену режима после его начала, могут быть намного больше, чем те, которые необходимы для того, чтобы вызвать переход [ 42 ]. Эффективное управление локальными факторами стресса может существенно снизить синергетический эффект множества факторов стресса и замедлить темпы изменения окружающей среды.

Менеджеры только сейчас начинают осознавать наличие синергетических эффектов, тем самым также признавая необходимость того, чтобы политика действовала одновременно в отношении ряда факторов стресса, а не в отношении отдельных факторов стресса по отдельности. Способность правительств управлять факторами стресса с годами улучшилась, так что управление загрязнением, рыболовством и охраняемыми морскими районами чаще осуществляется совместными усилиями нескольких ведомств. По мере того, как исследования воздействия глобальных факторов стресса, вызывающих изменение климата, улучшают наше понимание синергии между глобальными и местными факторами стресса и способности местных органов власти управлять ими, связь и координация между департаментами будут только улучшаться. В этом отношении,

Источник

Ведет ли закисление океана к непредсказуемым последствиям для экосистем?

Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть фото Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть картинку Что приводит к подкислению воды в океане. Картинка про Что приводит к подкислению воды в океане. Фото Что приводит к подкислению воды в океане

«Время на исходе», — подчеркнула министр окружающей среды Чили Каролина Шмидт в своем видеообращении перед началом 25-й Всемирной конференции ООН по проблемам изменения климата (COP25), состоявшейся в декабре прошлого года. «Мировое сообщество не cможет эффективно противостоять вызовам, связанным с изменением климата, не уделив должного внимания проблемам океана», — добавила она. Проблемы Мирового океана могут носить самый разнообразный характер: от повышения уровня моря и снижения содержания кислорода до повышения температуры воды и изменения в экосистемах. В прошлом году уже были зафиксированы рекордно высокие значения температуры воды, и, согласно специальному докладу о состоянии океанов, подготовленному Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), в будущем ситуация будет только ухудшаться.

Закисление океана подрывает целостность морских экосистем

Закисление океана — это процесс повышения кислотности воды, вызванный попаданием в океан атмосферного углекислого газа, объемы которого неуклонно растут с ростом антропогенных выбросов. За последние 200 лет Мировой океан уже абсорбировал около трети всех выбросов CO2, связанных с деятельностью человека, и каждый год продолжает поглощать около 25% углекислого газа.

Закисление океана происходит в ходе взаимодействия морской воды с атмосферным углекислым газом, в результате которого увеличивается содержание повышающих кислотность химических веществ, и снижается концентрация таких важных элементов, как карбонат кальция, необходимого для выживания морских организмов.

Средний уровень кислотности в поверхностном слое воды океана, миллионы лет остававшийся относительно неизменным, за последние 150 лет увеличился примерно на 26%. «Вплоть до начала 50-х годов наблюдался очень медленный рост, но затем скорость закисления резко увеличилась», — сказал д-р Жан-Пьер Гаттусо, руководитель научной группы океанографической лаборатории Вильфранша, Национального центра научных исследований Франции (НЦНИ) и Сорбонны. «Поскольку антропогенные выбросы CO2 являются основной причиной закисления, то все прогнозы будут зависеть от их уровней. Если ничего не предпринимать, то к 2100 г. закисление океана может увеличиться еще на 150%», — добавил д-р Гаттусо.

Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть фото Что приводит к подкислению воды в океане. Смотреть картинку Что приводит к подкислению воды в океане. Картинка про Что приводит к подкислению воды в океане. Фото Что приводит к подкислению воды в океане

Поскольку снижение показателя pH характерно для 95% всех поверхностных вод Мирового океана, последствия закисления все сильнее ощущаются во многих морских экосистемах мира. «Такое впечатление, что все озабочены только тем, что происходит на суше и в атмосфере, не осознавая того, что жизнь на Земле полностью зависит от океана, в котором обитает 98% всех биологических видов планеты», — заявил д-р Дан Лаффоли, вице-председатель Всемирной комиссии по охраняемым природным территориям Международного союза охраны природы (МСОП) и старший консультант по океанографии и охране морской среды Глобальной океанографической и арктической программы. «То [закисление], что еще в 2004 г. считалось чем-то, о чем не стоит беспокоиться раньше 2050 или 2070 г., происходит прямо сейчас».

Уменьшение концентрации карбонат-ионов в воде лишает целый ряд морских обитателей важного материала, необходимого для строительства защитного панциря. Согласно многочисленным исследованиям под угрозой в первую очередь находятся мидии, планктон и коралловые рифы.

Экосистемы тропических коралловых рифов занимают не более 0,1% поверхности океанского дна, однако являются средой обитания от одного до девяти миллионов биологических видов. Ученые прогнозируют, что к концу века концентрация карбоната кальция в тропических широтах может уменьшиться вдвое по сравнению с доиндустриальной эпохой, и обеспокоены тем, что кораллы просто начнут растворяться. К 2100 г. закисление океана может привести к снижению плотности их экзоскелета на 20%. Закисление делает кораллы, которые уже страдают от обесцвечивания, вызванного аномальной жарой и хозяйственной деятельностью человека, еще более слабыми. «Мы ослабляем их восстановительный потенциал», — заявил д-р Лаффоли. Ученые утверждают, что, по всей вероятности, в последующие 20 лет коралловые рифы будут быстро разрушаться, создавая угрозу для 500 миллионов человек, для которых они являются источником пропитания и средств к существованию, а также обеспечивают защиту прибрежных районов.

Закисление океана оказывает губительное влияние и на глубоководные виды кораллов, а также угрожает ареалам биоразнообразия северной Атлантики, где обитают тысячи видов живых организмов, включая креветки, лобстеры, крабы, морской окунь и луциан, которые имеют большую ценность в коммерческом рыболовстве. «Их скелеты истончаются по такому же принципу, по которому остеопороз ослабляет и наши кости», — отметил д-р Лаффоли.

Проблема, требующая дальнейшего изучения

«Мы уже видели, к каким последствиям приводит закисление океана для некоторых видов организмов», — сказала д-р Хелен Финдли, морской биолог морской лаборатории Плимута (МЛП), использующей данные и инфраструктуру Службы мониторинга изменения климата программы «Коперник» (C3S) для оценки уровня кислотности Мирового океана. По ее словам, эти последствия чаще всего наблюдаются в тех районах, где глубокие слои воды, имеющие, как правило, более высокую кислотность, поднимаются к поверхности, приводя к локальному закислению. Например, более кислая среда способна разрушить или даже растворить панцири планктонного морского слизня, которым питается лосось.

Однако, как показывают исследования, разные виды организмов могут реагировать по-разному. По словам экспертов МГЭИК, для некоторых видов закисление океана даже является благоприятным, так же, как и повышение температуры морской воды, поскольку обеспечивает им хорошие возможности для пропитания. Спутниковые данные о цвете океана, полученные Океанографической службой программы «Коперник», помогут точнее определить уровень углекислого газа, поглощаемый океаном, и понять реакцию морской пищевой цепочки.

«В рамках проекта Службы мониторинга изменения климата (C3S) по созданию секторальной информационной системы для анализа состояния морских, прибрежных и рыбных ресурсов был разработан целый ряд показателей, оценивающих влияние изменения климата на морскую среду, некоторые из которых непосредственно связаны с закислением океана, а также ряд инструментов, демонстрирующих возможности прикладного использования этих показатели в океанографии, — сказал д-р Джеймс Кларк, старший научный сотрудник морской лаборатории Плимута. — Главная цель проекта — создать продукты, которые помогут в разработке европейских стратегий адаптации к изменению климата и минимизации его последствий. Значения показателей, разработанных в рамках проекта C3S-МЛФ, будут заноситься в хранилище климатических данных C3S. Мы предполагаем завершить этот проект в течение нескольких последующих недель».

Угроза биоразнообразию

В зависимости от региона последствия закисления могут проявляться по-разному. В середине 2000-х гг. на северо-западе Тихоокеанского побережья США повышение кислотности воды привело к массовой гибели личинок устриц на устричных фермах, что негативно сказалось на всей отрасли. Кроме того, ученые ожидают появление ядовитых водорослей на Тихоокеанском побережье Канады, что может привести к сокращению популяции ракообразных, рыб, морских птиц и даже морских млекопитающих. Есть опасения, что один вид водорослей-убийц может начать активно размножаться в среде с повышенной кислотностью, захватывая все новые территории и создавая угрозу местным лососевым фермам.

Что касается Европы, то ожидается, что к концу века наиболее сильно от закисления воды пострадают крупные производители моллюсков на Атлантическом побережье Франции, Италии, Испании и Великобритании. Данные, полученные экспертами Службы мониторинга морской среды программы «Коперник», которые теперь включают и показатель pH, используются учеными для лучшего понимания динамики закисления морской воды в Европейском регионе.

Ученые также обеспокоены и последствиями закисления Арктики. Некоторые из них прогнозируют исчезновение химических веществ, необходимых для образования панцирей и раковин к 2080 гг. Тем не менее, по словам д-ра Гаттусо, из-за тяжелых климатических условий, препятствующих проведению полномасштабных исследований, в настоящее время имеются лишь точечные измерения уровня закисления Арктики. «Но мы точно знаем, что арктические воды по своей природе имеют повышенную кислотность, поскольку CO2, как и любой другой газ, быстрее растворяется в холодной воде. Мы обеспокоены тем, что около 20% поверхностных арктических вод имеют такое низкое значение pH, что водная среда становится слишком едкой для панцирных видов морских организмов», — сказал д-р Гаттусо.

«Проблема в том, что, изменяя функции океана, мы сами напрашиваемся на неприятности», — отметил д-р Лаффоли, который также подчеркнул, что закисление в сочетании с повышенной температурой и недостатком кислорода в воде приводит к ослаблению всей системы, что может вызвать непредсказуемые последствия. «Масштабы и количество двуокиси углерода и тепла, попадающих в океан, просто ошеломительные. А мы, вместо того, чтобы решать эту проблему, откладываем ее на потом».

Возможно ли повернуть вспять последствия для экосистем?

«Мы уже сделали все возможное, чтобы закисление океана достигло своего настоящего уровня как следствие выбросов CO2», — говорит д-р Финдли. «Мы уверены, что единственным верным подходом является снижение выбросов CO2, — заявляет д-р Гаттусо. — Потребуется долгое время, чтобы вернуться к доиндустриальным значениям, но мы сможем остановить закисление океана».

Ученые ищут решения, эффективность которых им еще предстоит понять. Некоторые временные решения проблемы изменения климата не связаны напрямую со снижением уровня кислотности в океане, в то время как другие могут быть не очень эффективными с точки зрения улавливания углерода. Однако «проводится все больше исследований в отношении того, как можно использовать морские водоросли, растительный слой морского дна и мангровые заросли для хранения углерода и снижения локального уровня закисления океана», — сказала д-р Финдли.

Адаптационные меры в рыболовстве с целью ослабить давление на экосистемы также могут помочь смягчить последствия закисления. Например, C3S совместно с ПМЛ собирают данные моделирования потенциального воздействия изменения климата, чтобы спрогнозировать изменение рыбного запаса, а также понять, какие адаптационные меры следует принять людям и промышленности, зависящим от рыбного промысла. «Данные C3S будут использоваться для выявления возможностей, таких как увеличение популяции некоторых видов рыб, а также рисков, таких как уменьшение рыбных запасов, ― отметил д-р Кларк. ― В результате отрасль сможет смягчить последствия изменения климата путем планирования устойчивых методов рыболовства».

Выявление районов Мирового океана, остро нуждающихся в защите, также поможет смягчить негативные последствия закисления для экосистем. Эксперты составили карту критических морских экосистем, чтобы с ее помощью определить районы, где необходимо будет создать охраняемые природные зоны. «Мы можем создать зоны, в которых нам удастся уменьшить последствия закисления, тем самым дав океану возможность переждать бурю, пока мы решаем проблему снижения выбросов CO2», — заявил д-р Лаффоли.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *