Gli oceani mondiali coprono più del 70 per cento della superficie del pianeta e servono come il più grande lavandino attivo del carbonio della Terra, assorbendo approssimativamente un quarto del biossido di carbonio (CO2) che le attività umane rilasciano nell’atmosfera. Questo servizio naturale modera le temperature globali e tampona i peggiori effetti del cambiamento climatico.

La chimica dell'acidificazione dell'oceano

Come CO2 Alters pH acqua marina

In primo luogo, CO2 reagisce con acqua (H2O) per formare acido carbonico (H2CO3). Questo acido debole rapidamente dissocia in ioni di idrogeno (H+) e ioni di bicarbonato (HCO3−), l’aumento degli ioni di idrogeno abbassa il pH approssimativamente, una misura di acidità, poiché il pH industriale è sceso di circa 30 milioni di anni di distanza.

Lo Stato di saturazione del carbonato

Le acque di carbonato sono i blocchi di costruzione che gli organismi marini usano per costruire carbonato di calcio (CaCO3) conchiglie e scheletri. Come cadute di pH, il carbonato diventa meno disponibile e lo stato di saturazione dei minerali di carbonato di calcio, aragonite e calcite, è in grado di contenere le acque di molluscole più vulnerabili.

Impatti biologici di acidificazione su Organismi Marine

Coral Reefs alla linea anteriore

I coralli costruiscono quadri di carbonato di calcio massicci nel corso dei secoli, ma sotto le attuali traiettorie di emissione di CO2, i modelli di progetto che entro il 2050 molti reef tropicali sperimenteranno gli stati di saturazione aragonite così bassi che l'erosione della barriera supererà la crescita della barriera.

Pesce conchiglia e Pteropodi: La base del Web alimentare

I Pteropodi, piccole e nuvolose, spesso chiamate farfalle marine, sono un elemento chiave per la sopravvivenza del salmone, dell'aringa e persino delle balene. Le loro sottili conchiglie aragonite sono acutamente vulnerabili allo scioglimento in acqua acidificata.

Comportamento del pesce e Fisiologia

L'acidificazione non solo colpisce i costruttori di conchiglie. Il pesce può sperimentare una funzione sensoriale compromessa, un comportamento alterato e una riduzione dei tassi di crescita. Gli studi sui pesci pagliacci hanno dimostrato che la CO2 elevata interrompe la funzione del recettore GABAA nel cervello, compromettendo la capacità di rilevare i predatori e individuare l'habitat adatto.

Perdita di biodiversità marina: una crisi multiplied

Coral Reefs come hotspot di biodiversità

La perdita del corallo per l'acidificazione e la decolorazione provoca un calo della biodiversità. Quando i coralli muoiono, la struttura tridimensionale intricata che fornisce riparo per pesci, crostacei e molluschi crolla.

Perdita di habitat coralli dell'acqua fredda

La perdita di biodiversità non è limitata a barriere calde e soleggiate. I coralli d'acqua fredda, che prosperano in acque profonde e scure fuori dagli scaffali continentali, sono altrettanto minacciati. Questi coralli formano grandi tumuli che ospitano comunità ricche di pesci, spugne e stelle fragili. Poiché le acque profonde sono già più vicine all'orizzonte di saturazione aragonite, l'acidificazione li farà più presto sottosatura.

Phytoplankton e la pompa biologica dell'oceano

Phytoplankton, le piante microscopiche che si spostano nelle acque superficiali illuminate dal sole, sono la base del web alimentare marino. Inoltre, guidano la pompa di carbonio biologica, il processo attraverso il quale CO2 fissata dalla fotosintesi affonda nell'oceano profondo come detriti organici.

Servizi ecosistemici sotto minaccia

La perdita di biodiversità marina mina direttamente i servizi ecosistemici che le società umane si affidano a. La pesca fornisce proteine a oltre 3 miliardi di persone e supporta i mezzi di sussistenza del 10-12 per cento della popolazione globale. La pesca della barriera corallina è valutata a circa 6,8 miliardi di dollari all'anno.

Ocean Climate Regulation: Feedback Loops and Thresholds

La caviglia Ocean Carbon sotto assedio

L'oceano assorbe attualmente circa 2,6 miliardi di tonnellate di carbonio all'anno, circa il 26 per cento delle emissioni annue di CO2. Questo assorbimento è guidato in parte dalla pompa di solubilità (CO2 che si dissolve direttamente nelle acque fredde e dense) e in parte dalla pompa biologica.

Assorbimento termico e Circolazione dell'oceano

Gli oceani hanno assorbito più del 90 per cento del calore extra intrappolato dai gas serra dagli anni '70. Questa massiccia assunzione di calore della pesca ha rallentato il riscaldamento atmosferico ma a un costo: guida l'espansione termica (risponsabile per i letti circa un terzo dell'aumento di livello del mare osservato), altera le correnti oceaniche, e contribuisce a heatwaves marine.

Risvegli albedo e biogeochimici

Gli ecosistemi marini influenzano anche il clima attraverso l'albedo (riflessibilità) e la produzione di gas biogenici. Le barriere coralline e i prati di erba marina, ad esempio, hanno un albedo relativamente basso rispetto alla sabbia, ma il loro contributo alla formazione del cloud tramite il solfato dimetil (DMS) è significativo.

Rivolgersi alle minacce: Mitigazione e Adattazione

Riduzioni di emissioni profonde e rapide

La stabilizzazione della chimica oceanica richiede al mondo di raggiungere le emissioni di CO2 nettamente zero, idealmente entro la metà del secolo. Il Rapporto Speciale sulla Coefficiente IPCC sull’Oceano e la Criosfera in un Clima di Cambiamento sottolinea che ogni frazione di un grado di riscaldamento delle questioni rinnovabili per l’oceano.

Aree marine protette e Profumeria

Le aree protette marine (MPA) non possono impedire l'acidificazione, ma possono ridurre altri stressanti come la pesca eccessiva, l'inquinamento e la distruzione dell'habitat, migliorando la resilienza degli ecosistemi marini. Il design MPA-Smart identifica potenziali refugia— aree in cui le condizioni possono rimanere più favorevoli più a lungo—come regioni con stati di saturazione di carbonato naturalmente più elevati o acque più fresche.

Ristorazione e rimozione di anidride carbonica

Gli sforzi di ripristino dell’ecosistema, come il giardinaggio dei coralli, la ricostruzione della barriera ostrica e la piantagione di erba, possono migliorare localmente la complessità dell’habitat e fornire servizi ecosistemici, anche se non possono scalare per compensare l’acidificazione globale.

Adeguamento delle Comunità di pesca e di quelle costiere

Come cambiano le condizioni dell'oceano, i responsabili della pesca devono adottare approcci flessibili e precauzionali che tengano conto del cambiamento delle distribuzioni di stock e della produttività in declino. Strumenti come la gestione dinamica dell'oceano, che utilizza dati in tempo reale per regolare le zone di pesca, possono contribuire a ridurre il bycatch e proteggere le specie vulnerabili.

Conclusioni

Gli oceani non sono un serbatoio passivo per le emissioni causate dall’uomo; sono un sistema vivente che regola attivamente il clima. L’acidificazione dell’oceano, guidata dalla stessa CO2 che riscalda il pianeta, attacca i motori molto biologici che mantengono il funzionamento dei servizi climatici dell’oceano. La conseguente perdita di catture di biodiversità marina attraverso i web alimentari, erode i mezzi di sostentamento della pesca e indebolisce la capacità del clima di assorbire il feedback più difficile.

Ulteriori informazioni: Il rapporto speciale sull’oceano e la criosfera [[FLT: 1:3]] fornisce una panoramica completa di queste minacce. Il programma di acidificazione dell’Oceano offre dati di monitoraggio in corso. Per una profonda immersione negli impatti ecologici ed economici, vedere il [Credimento di sintesi 20] [FLT]