Zakwaszenie oceanów

Nowe badanie wskazują, że proces zakwaszania oceanów jest około 10 krotnie szybszy niż miało to miejsce 55 milionów lat temu, na przełomie eocenu i paleocenu, kiedy doszło do masowego wymierania gatunków morskich. Jest  prawdopodobne, że zmiana warunków chemicznych w oceanach, na skutek spalania paliw kopalnych, może doprowadzić do nowej  fali wymierań.

Ocean

Ocean. Fot. Celsias

W 2003 roku grupa badaczy na pokładzie statku JOIDES Resolution badała dno morskie w rejonie południowego Atlantyku.  Udało im się przewiercić przez osady formujące  się przez miliony lat. Ich głównym składnikiem był węglan wapnia pochodzący z obumarłych organizmów jednokomórkowych – taki sam, jak ten z którego zbudowane są słynne białe klify Dover w Anglii. Ale kiedy naukowcy dotarli do poziomu sprzed 55 milionów lat, pośród jednolicie białego osadu zauważyli cienką czerwoną warstwę.  Innymi słowy wielkie ilości organizmów formujących osady  praktycznie znikły w tym czasie z oceanów. Wielu naukowców sądzi dziś, że ta zmiana spowodowana była nagłym spadkiem poziomu pH. Woda morska stała się tak kwaśna, że dosłownie rozpuściła wapienne skorupki, z których zbudowana była duża część  gatunków morskich. Minęły setki tysięcy lat, zanim morskie ekosystemy powróciły do równowagi.

Pokłady gliny, jakie załoga JOIDES Resolution wydobyła z dna mogą być złowrogim ostrzeżeniem tego, co może czekać nas w przyszłości. Poprzez pompowanie ogromnych ilości niezbilansowanej nadwyżki CO2 do atmosfery już teraz sprawiamy, że poziom kwasowości oceanu zaczyna rosnąć.

Dzisiaj ,Ridgwell i Daniella Shmidt z uniwersytetu w Bristolu publikują pracę w czasopiśmie Natural Geoscience, porównującą wydarzenia sprzed 55 milionów lat z tym, czego oceany doświadczają obecnie. Rezultaty ich badań potwierdzają to, co naukowcy od dawna przypuszczali:  dzisiejszy proces zakwaszenia jest najszybszy spośród wszystkich, jakich udało się odtworzyć geologom na podstawie skamieniałych próbek z ostatnich 65 milionów lat. Ridgwell szacuje, że obecne tempo  zakwaszania zachodzi w 10 krotnie większym tempie niż to, które poprzedziło wielkie wymieranie sprzed 55 milionów lat .

„W skali geologicznej jest to wydarzenie bezprecedensowe”, stwierdza Ridgwell.

Wiele z dwutlenku węgla pochodzącego ze spalania paliw kopalnych ostatecznie rozpuszcza się w oceanach. Gdyby nie to, efekt cieplarniany byłby znacznie intensywniejszy. Ubocznym skutkiem tego procesu jest jednak spadek pH wody morskiej.

Na powierzchni oceanu woda ma odczyn w zakresie 8-8.3 pH. Dla porównania pH czystej wody to 7 , a kwasu żołądkowego  około 2.  Poziom pH cieczy zależy od zawartości  jonów wodorowych – im jest ich więcej, tym pH jest niższe.  

Ocenia się, że dwutlenek węgla, który został wyemitowany do atmosfery od czasów rewolucji przemysłowej, już obniżył pH oceanów o 0.1. Wydaje się to niewiele, lecz pH jest skalą logarytmiczną, co oznacza, że w cieczy o pH wynoszącym 5 jest 10 razy więcej jonów wodorowych, niż w cieczy o pH wynoszącym 6.

Badania wpływu zmiany poziomu pH na organizmy morskie zostały przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych.  Ich rezultaty jednoznacznie wskazują na szkodliwe działanie obniżonego pH na gatunki budujące swój szkielet z węglanu wapnia. Niektóre z nich, jak na przykład koralowce są podstawą złożonych ekosystemów morskich. Ich wyginięcie oznaczałoby zagładę dla wielu innych organizmów.

Jednak same eksperymenty nie mogą wskazać jaka w rzeczywistości  będzie reakcja oceanów na zjawisko zakwaszania.

Jednym ze sposobów na  uzyskanie  większej ilości informacji jest spojrzenie na przeszłość oceanów.  Tak właśnie postąpili Ridgwell i Shmidt w swoich badaniach. Na pierwszy rzut nie ma czym się martwić. Sto milionów lat temu w atmosferze było pięciokrotnie więcej dwutlenku węgla niż obecnie, a poziom pH był o 0.8 jednostek niższy. Mimo to w wodzie roiło się od organizmów, których  szkielety zbudowane z węglanu wapnia w końcu wytworzyły  wapienne formacje.

Ale jak zwykle bywa, diabeł tkwi w szczegółach. Tempo zmian poziomu CO2 w atmosferze było nieporównywalnie mniejsze, niż ma to miejsce dzisiaj. Wraz ze wzrostem temperatury, wzrastała ilość opadów, wskutek czego więcej minerałów było spłukiwane z lądu do morza. Nawet przy niskim pH woda zawierała dostateczną ilość rozpuszczonego węglanu wapnia, by koralowce i inne organizmy mogły przetrwać.

Obecnie jednak pompujemy do atmosfery gazy cieplarniane w tempie, które jest bezprecedensowe w historii Ziemi. Mechanizmy ujemnych sprzężeń zwrotnych nie będą miały czasu zadziałać i skompensować nagłego spadku pH.

Naukowcy sądzą, że 55 milionów lat temu Ziemia była świadkiem podobnych zmian co teraz. Lee Kump i jego koledzy z Penn State szacują wielkość węgla, która trafiła do atmosfery na 6800 miliardów ton w okresie około 10 tysięcy lat.                    

Nie wiadomo dokładnie, co wyzwoliło tak olbrzymie ilości węgla, ale wydaje się, że spowodowało to drastyczną zmianę klimatu. Głównym podejrzanym są tu oceaniczne pokłady hydratów metanu. Temperatura wzrosła od 5 do 9 stopni. Wiele głębokomorskich gatunków wymarło, prawdopodobnie na skutek obniżenia pH i będącego skutkiem reakcji metanu z tlenem odtlenienia oceanu.

Katastrofa, jakiej doświadczyła planeta na przełomie paleocenu i eocenu nie jest jednak idealną analogią zjawisk występujących współcześnie. Temperatura była wówczas wyższa, a pH wody morskiej niższe. Rozmieszczenie kontynentów oraz prądów morskich też się różniło od dzisiejszego.  

 Ridgwell i Shmidt zbudowali komputerowe modele oceanów odzwierciedlające ich stan współczesny oraz ten sprzed 55 milionów lat. Poziomy pH uzyskane na podstawie symulacji bardzo dobrze pokrywały się z rzeczywistymi wartościami, zarówno z obecnymi jak i z okresu eoceńskiej katastrofy.  

Na podstawie symulacji badacze doszli do wniosku, że dzisiejsze tempo zakwaszania oceanów jest około 10 krotnie szybsze. Nie ma całkowitej pewności jakie skutki wywrze to na morskie ekosystemy.  Jest natomiast  prawdopodobne, że  osady morskie, jakie odłożą się w najbliższych stuleciach będą miały postać czerwonej gliny, jako rezultat degradacji oceanicznych ekosystemów.

„Da to ludziom za kilkadziesiąt milionów lat coś, po czym będą mogli rozpoznać naszą cywilizację” – zauważa Ridgwell.

Tłumaczenie Tomasz Kłoszewski

ang Źródło: Environment360

Komentarze

01.03.2010 18:25 linka

gdyby istniała substancja umożliwiająca przemianę dwutlenku węgla w tlen - można byłoby złagodzić skutki zmian klimatycznych,bądż zredukować je do minimum.

01.03.2010 18:42 linka

wiem,że doskonałym przykładem przemiany dwutlenku węgla w tlen są drzewa, lecz na skutek nadmiernego ich wycinania ,erozji gleby, itp.ich możliwości w ww procesie są niewystarczające
Zagrożenie dla istnienia życia na planecie jest ogromne ,lecz dopuki człowiek nie zda sobie sprawy ,że pieniędzy jeść się nieda nic się nie zmieni,a prowadzone działania zostną tylko połowiczne . To straszne czego potrafiliśmy w tak krótkim czasie dokonać -.
Każdy z nas wie ,że objadanie ponad miarę grozi nie tylko niestrawnością ale też uszkodzeniem organów aż do poważnego zaburzenia równowagi organizmu -do nowotworu i śmierci -
Czy to tak trudno zobaczyć,że nasza planeta to również ,jeden sprawnie działający organizm ?

Dodaj komentarz

Kod
grakalkulator kalkulator zuzycia ciepla

Informacje

Linkownia

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto