Подкисление океана — это одна из основных проблем изменения климата, связанная с изменением кислотного уровня океана. Выбросы углекислого газа значительно увеличились с начала промышленной революции что способствует закислению океанов.
Океаны на Земле поглощают примерно 25% углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу каждый год.
Следовательно, по мере увеличения уровня атмосферного CO2 повышаются и его уровни в водных объектах.
Поглощенный океаном CO2 изменяет химический состав морской воды, что является процессом, называемым подкислением океана.
Подкисление или закисление океана происходит, когда рН в данной системе уменьшается. В этом случае изменение рН вызвано повышенным поступлением углекислого газа. По мере того как углекислый газ и другие соединения углерода выбрасываются в атмосферу в результате человеческой деятельности (например, в результате выбросов автотранспорта или угольных электростанций), происходит чистое увеличение содержания углерода в атмосфере, причем около 30% антропогенного CO2 попадает в водную поверхность.
Углекислый газ и вода взаимодействуют вместе, образуя угольную кислоту, и именно это вызывает повышенный уровень кислоты в океанах.
Химическая реакция:
CO2+H2O→H2CO3CO2+H2O→H2CO3(угольная кислота)
Уровень рН океана снизился (став более кислым) в последние годы.
Как океан поглощает углерод
Водная поверхность и атмосфера соединяются друг с другом, вызывая обмен веществ между ними. Поскольку водная поверхность является огромным углеродным пулом, использующим разность давлений между его газовым содержанием и содержанием атмосферы, частицы обмениваются через эту разность давлений до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между двумя системами. Поскольку уровень углекислого газа в атмосфере увеличивается, как это было раньше, водная поверхность и атмосфера должны достичь нового равновесия. Благодаря этому вода действует как поглотитель углерода, что приводит к повышению уровня углекислого газа в поверхностных слоях.
Измерения за последние годы показали увеличение содержания углекислого газа в поверхностных слоях океанов на 1,6-1,9 промилле в год, что соответствует атмосферному увеличению на 1,5-1,9 промилле в год.
Хотя водная поверхность выносит из атмосферы углерод, который в противном случае способствовал бы глобальному потеплению, из-за этого возникают неблагоприятные последствия.
Средний уровень рН океана уже снизился примерно на 0,1 со времен индустриальной эры (снижение рН означает большую кислотность), и поскольку шкала рН является логарифмической, это означает, что океан на 30% более кислый, чем он был до этого периода. Это отрицательно влияет на многие организмы, как и добыча полезных ископаемых океана.
Последствия подкисления
Многие биологические виды, как ожидается, будут негативно затронуты повышением уровня кислот.
Минералы карбоната кальция ответственны за построение скелетов и раковин многих морских организмов. Это означает, что участки в водной поверхности с большим количеством организмов обычно имеют высокую концентрацию карбоната кальция, поэтому организмы могут кальцинироваться, чтобы построить свои раковины и скелеты. Однако подкисление океана снижает концентрацию карбоната кальция, который влияет на способность некоторых организмов производить и поддерживать свои раковины или скелеты. Исследования показали, что более кислая среда оказывает значительное влияние на некоторые кальцинирующие виды, включая устриц, моллюсков, морских ежей, мелководных кораллов, глубоководных кораллов и известковый планктон. Подкисление океана также показало, что оно значительно снижает способность кораллов, строящих рифы, производить свои скелеты, и некоторые исследования показывают, что к концу века, коралловые рифы могут разрушаться быстрее, чем восстанавливаться.
Будущие прогнозы предполагают, что океаны будут продолжать поглощать углекислый газ, что приведет к образованию более кислой океанской воды. Исходя из сценариев выбросов, оценки показывают, что к концу 21 столетия поверхностные воды моря могут быть примерно на 150% более кислыми, что означает снижение рН, которое воды не изменяли более 20 миллионов лет.
Более миллиарда человек во всем мире получают свой основной источник белка из океана, и сотни тысяч рабочих мест зависят от благополучия океанских видов.
Поэтому только с точки зрения здоровья человека подкисление океанов как и повышение уровня моря является серьезной проблемой.
