Los océanos del mundo cubren más del 70 por ciento de la superficie del planeta y sirven como el mayor sumidero activo de carbono de la Tierra, absorbiendo aproximadamente un cuarto del dióxido de carbono (CO2) que las actividades humanas liberan en la atmósfera. Este servicio natural modera las temperaturas globales y amortigua los peores efectos del cambio climático. Sin embargo, el mismo proceso que hace que los océanos un aliado climático también genera una amenaza profunda y creciente:

La química de la acidificación del océano

Cómo CO2 Alters Seawater pH

Cuando el CO2 atmosférico se disuelve en agua marina, sufre una serie de reacciones químicas. Primero, el CO2 reacciona con agua (H2O) para formar ácido carbónico (H2CO3).Este ácido débil se disocia rápidamente en iones de hidrógeno (H+) y iones bicarbonatos (HCO3−).El aumento de iones de hidrógeno disminuye la superficie del océano, una medida de acidez 0

El Estado de la Saturación de Carbonato

Una consecuencia crítica de la concentración elevada de iones de hidrógeno es la reducción de iones de carbonato (CO32−). Los iones de carbonato son los bloques de construcción que los organismos marinos utilizan para construir carbonato de calcio (CaCO3) y esqueletos. Como caídas de pH, el carbonato se vuelve menos disponible, y el estado de saturación de minerales de carbonato de calcio – marfilita y calcita – se produce fácilmente.

Impactos biológicos de la acidificación en los organismos marinos

Coral Reefs en la Línea Frontal

Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más sensibles a la acidificación. Los corales construyen marcos de carbonato de calcio masivos durante siglos, pero bajo las trayectorias actuales de emisión de CO2, modelos proyecto que para 2050 muchos arrecifes tropicales experimentarán saturación aragonita estados tan bajos que la erosión de arrecife neto superará el crecimiento de arrecife.

Shellfish and Pteropods: La base de la red de alimentos

Los oprobios, pequeños, los caramelos marinos a menudo llamados mariposas marinas, son un elemento clave para el salmón, el arenque e incluso las ballenas. Sus capas de aragonita delgadas son agudamente vulnerables a la disolución en agua acidificada. Los experimentos de laboratorio muestran que cuando los pteropodos están expuestos a niveles de CO2 proyectados para finales de este siglo, sus cáscarascarasmicas se vinculan considerablemente os.

Comportamiento de pescado y Fisiología

La acidificación no sólo afecta a los constructores de conchas. Los peces pueden experimentar una función sensorial deficiente, comportamiento alterado y tasas de crecimiento reducidas. Estudios sobre los peces payasos han demostrado que el CO2 elevado interrumpe la función del receptor GABAA en el cerebro, lo que perjudica la capacidad de detectar depredadores y localizar un hábitat adecuado. Esta interferencia neurológica puede conducir a un comportamiento arriesgado: el amortiguador hacia los niveles de supervivencia en lugar

Pérdida de la biodiversidad marina: una crisis multiplicada

Coral Reefs como puntos calientes de biodiversidad

Los arrecifes de coral albergan un 25% de todas las especies marinas a pesar de cubrir menos del 1 por ciento del suelo oceánico. La pérdida del marco coral debido a la acidificación y el blanqueamiento provoca una cascada de declive de la biodiversidad. Cuando mueren los corales, la estructura tridimensional intrincada que proporciona refugio para peces, crustáceos y moluscos se desploma.

Pérdida de hábitats de coral de frío-agua

La pérdida de biodiversidad no se limita a arrecifes cálidos y soleados. Los corales fríos, que prosperan en aguas profundas y oscuras frente a las plataformas continentales, están igualmente amenazados. Estos corales forman grandes montículos que albergan comunidades ricas de peces, esponjas y estrellas frágiles. Debido a que las aguas profundas ya están más cerca del horizonte de la saturación aragonita, la acidificación los hará subsaturados[LT]

Phytoplankton y el Bombo Biológico del Océano

Phytoplankton, las plantas microscópicas que se derivan en aguas superficiales iluminadas por el sol, son la base de la red de alimentos marinos. También impulsan la bomba de carbono biológica, el proceso por el cual el CO2 fijado por fotosíntesis se hunde en el océano profundo como desechos orgánicos. La acidificación puede alterar la composición de la comunidad de fitoplancton, favoreciendo algunas especies sobre otras.

Ecosystem Services Under Threat

La pérdida de la biodiversidad marina socava directamente los servicios de los ecosistemas que las sociedades humanas confían. Las pesquerías proporcionan proteína a más de 3.000 millones de personas y apoyan los medios de vida del 10 al 12 por ciento de la población mundial. La pesca de arrecifes de coral solo se valora en aproximadamente 6,8 mil millones de dólares al año.

Ocean Climate Regulation: Feedback Loops and Thresholds

El Sink de carbono del océano bajo el sitio

El océano absorbe actualmente alrededor de 2.600 millones de toneladas métricas de carbono por año, aproximadamente el 26 por ciento de las emisiones antropógenas anuales de CO2. Esta absorción se impulsa en parte por la bomba de solubilidad (CO2 disuelve directamente en aguas frías y densas) y en parte por la bomba biológica del siglo. Como el océano calienta y acidifica, la eficiencia de ambas bombas de nutrientes se ve comprometida.

Absorción de calor y Circulación del océano

Los océanos han absorbido más del 90 por ciento del calor extra atrapado por gases de efecto invernadero desde los años 70. Esta absorción masiva de calor ha ralentizado el calentamiento atmosférico pero a un costo: impulsa la expansión térmica (responsable para aproximadamente un tercio de aumento del nivel del mar observado), altera las corrientes oceánicas y contribuye a las ondas de calor marinas intensas, períodos prolongados de agua de mar más frecuentes

Albedo y Biogeochemical Feedbacks

Los ecosistemas marinos también influyen en el clima a través del albedo (reflectividad) y la producción de gases biógenos. Los arrecifes de coral y los prados de las albedas, por ejemplo, tienen albedo relativamente bajo en comparación con la arena, pero su contribución a la formación de nubes a través de sulfuro de dimetil (DMS) es significativa.

Abordar las amenazas: mitigación y adaptación

Reducción de las emisiones profundas y rápidas

La causa fundamental de la acidificación y el calentamiento de los océanos es el CO2. La estabilización de la química de los océanos requiere que el mundo alcance las emisiones de CO2 netamente lo antes posible, idealmente a mediados del siglo. El Informe Especial del IPCC sobre el Océano y la Crísfera en un clima cambiante enfatiza que cada fracción de un grado de calentamiento de los asuntos del océano. Limitar el calentamiento global a 1,5 °C, en comparación con los estrictos límites de la biodiversidad del coral

Áreas marinas protegidas y refugia

Las áreas protegidas marinas (MPA) no pueden prevenir la acidificación, pero pueden reducir otros factores de estrés como sobrepesca, contaminación y destrucción de hábitat, mejorando la resiliencia de los ecosistemas marinos. El diseño de la MPA inteligente climática identifica la posible refugiación, zonas donde las condiciones pueden permanecer más favorables más largos, como regiones con estados de saturación de carbonatos naturalmente más altos o aguas más frías.

Restauración y eliminación de dióxido de carbono

Los esfuerzos de restauración de ecosistemas, como el jardinería de coral, la reconstrucción de arrecifes de ostra y la plantación de algas marinas, pueden mejorar localmente la complejidad del hábitat y proporcionar servicios de los ecosistemas, aunque no pueden escalar para compensar la acidificación mundial. Las tecnologías de eliminación de dióxido de carbono (CDR), incluidas la captura de aire directo y el mejoramiento de la alcalinidad de los océanos, están siendo investigadas como posibles herramientas para reducir el CO2.

Adaptación de las pesquerías y las comunidades costeras

A medida que las condiciones oceánicas cambian, los gestores de pesca deben adoptar enfoques flexibles y precautorios que permitan cambiar las distribuciones de las poblaciones y disminuir la productividad. Herramientas como la gestión dinámica de los océanos, que utilizan datos en tiempo real para ajustar las zonas de pesca, pueden ayudar a reducir el desvío y proteger las especies vulnerables.

Conclusión

Los océanos no son un depósito pasivo para las emisiones causadas por el ser humano; son un sistema viviente que regula activamente el clima. La acidificación del océano, impulsada por el mismo CO2 que calienta el planeta, ataca los motores biológicos muy que mantienen el funcionamiento de los servicios climáticos del océano. La pérdida resultante de cascadas de biodiversidad marina a través de redes de alimentos, erosiona los medios de subsistencia de la pesca y debilita la capacidad del océano para absorber las emisiones de coral2

Leer más: El Informe Especial sobre el Océano y la Crísfera del IPCC ] ofrece una visión general de estas amenazas. El Programa de Acidificación Oceánica ofrece datos de monitoreo continuos. Para una profunda inmersión en los impactos ecológicos y económicos, vea la síntesis 2020 [LT4][LT]