Il cambiamento climatico e l'acidificazione dell'oceano sono due delle crisi ambientali più pressanti del nostro tempo. Mentre spesso si discute separatamente, sono profondamente intrecciati, entrambi guidati dalla stessa causa principale: il rapido aumento di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera dalle attività umane. I loro effetti combinati pongono minacce senza precedenti agli ecosistemi marini, la sicurezza alimentare globale e le economie costiere.

Comprendere il cambiamento climatico

Il cambiamento climatico si riferisce a cambiamenti a lungo termine nei modelli climatici globali o regionali, in particolare a un aumento costante delle temperature medie globali. Dalla fine del XIX secolo, la temperatura media della Terra è aumentata di circa 1,2 °C (2,2°F), con la maggior parte del riscaldamento che si verifica negli ultimi 50 anni. Il principale motore è l’effetto serra: attività umane, principalmente la combustione di combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale), la trasazione del gas industriale

Secondo il portale []][]]]][[]]][[]], la tendenza di riscaldamento è inequivocabile, con ciascuno degli ultimi quattro decenni che sono successivamente più caldi di ogni decennio dal 1850. Le conseguenze sono visibili ovunque: restringimento dei ghiacciai, prima fusione

Temperatura di aumento e loro conseguenze

Il riscaldamento globale interrompe gli ecosistemi in modi profondi. Le temperature più elevate dell'aria e dell'oceano influiscono direttamente sulla fisiologia, sulla distribuzione e sui cicli riproduttivi delle specie. Molte specie marine, tra cui il pesce commercialmente importante, si stanno migrando verso i poli alla ricerca di acque più fredde, alterando la composizione di interi ecosistemi.

Eventi meteorologici estremi

Un'atmosfera più calda contiene più umidità, che porta a precipitazioni più pesanti e ad un aumento del rischio di inondazione. Al contrario, le temperature più elevate aumentano l'evaporazione, aggravando la siccità nelle regioni già secche. I cicloni tropicali (uragano e tifoni) aumentano l'intensità delle acque calde dell'oceano, con conseguente tempeste più distruttive.

Risalire il livello del ghiaccio e del mare

L'Artico sta riscaldando quasi quattro volte più velocemente della media globale. Questa "amplificazione artica" sta causando la fusione accelerata delle lastre di ghiaccio della Groenlandia e dell'Antartico, così come il ritiro dei ghiacciai in tutto il mondo. Il risultato dei flussi di acqua di fusione nell'oceano, aumentando i livelli di mare globali.

Che cos'è l'acidificazione dell'oceano?

L'acidificazione dell'oceano è la diminuzione costante del pH degli oceani della Terra, causata dall'assorbimento di CO2 atmosferica in eccesso. Poiché la Rivoluzione Industriale, l'oceano ha assorbito circa il 30% del CO2 rilasciato dalle attività umane. Mentre questo assorbimento ha moderato il tasso di cambiamento climatico, è arrivato ad un costo ripido: la formazione di acido carbonico quando il CO2 si dissolve nell'acqua di mare, che rilascia ioni idrogeno e abbassa il pH di superficie.

La chimica dell'acidificazione dell'oceano

Il processo è semplice: CO2 + H2O → H2CO3 (acido carbonico) → H+ + HCO3− (bicarbonato). Gli ioni di idrogeno in eccesso si legano con ioni carbonati (CO32−), formando il bicarbonato. Ciò riduce la disponibilità di ioni carbonati, che sono blocchi essenziali per la creazione di organismi calcificanti, creture che costruiscono conchiglie o scheletri da carbonato di calcio carbonato (Catri)

Impatti su Calcifying Atto

I coralli, i molluschi (ostri, vongole, cozze), gli echinodermi (stella marina, urchins), e molti tipi di plancton (come coccolithophores e foraminifera) si affidano alle fondazioni di calcio. Come le gocce di pH oceanico, molte di queste specie mostrano tassi di crescita ridotti, la formazione di conchiglie anormali e la mortalità più elevata.

Disturbo ecosistema Wider

Alcuni organismi, come alcuni tipi di alghe e di alghe, possono beneficiare di un aumento della CO2. Tuttavia, l'effetto netto è generalmente negativo, spostando le strutture della comunità verso meno calcificate, spesso meno diversificate assemblaggi, che possono portare a ecosistemi semplificati con ridotta resilienza ad altri stressanti come il riscaldamento e l'inquinamento.

La connessione tra cambiamento climatico e acidificazione dell'oceano

Il cambiamento climatico e l'acidificazione dell'oceano sono due lati della stessa moneta: condividono una causa radice comune (elevata CO2) atmosferica e interagiscono in modi complessi che possono esacerbare gli impatti degli altri.

Fonte condivisa: emissioni di CO2

Il singolo driver più importante sia del riscaldamento globale che dell'acidificazione dell'oceano è il rilascio di CO2 dai combustibili fossili brucianti e dal cambiamento di uso del suolo. Ogni tonnellata di CO2 emessa aggiunge al peso atmosferico, e circa un quarto di quella tonnellata è assorbita dall'oceano entro il primo anno. Pertanto, qualsiasi strategia di mitigazione che riduce le emissioni di CO2 affronta simultaneamente entrambi i problemi.

Acidificazione termo-amperatura

Le temperature oceaniche più calde si fondono con gli effetti dell'acidificazione in diversi modi. In primo luogo, la solubilità del CO2 in acqua diminuisce quando la temperatura aumenta, il che significa che un oceano più caldo assorbirà meno CO2 dall'atmosfera, lasciando più per rimanere nell'aria e spingere ulteriormente il riscaldamento.

Impatto sulla sequestrazione del carbonio

Gli ecosistemi marini sani svolgono un ruolo vitale nel sequestrare il carbonio. Ad esempio, le zone umide costiere (mangrovie, erbacce, paludi di sale) sono altamente efficienti nel immagazzinare il carbonio nei loro sedimenti – spesso denominati "carbonio blu". Tuttavia, sia il cambiamento climatico che l'acidificazione dell'oceano minacciano questi habitat.

Impatto sugli ecosistemi marini

Le pressioni combinate di riscaldamento, acidificazione e altri stressanti umani (ad esempio, sovrapescamento, inquinamento, distruzione di habitat) stanno già rimodellare gli ecosistemi marini in tutto il mondo.

Coral Reefs: Sbiancamento e Dissoluzione

Le barriere coralline sono spesso chiamate "rainforest del mare" per la loro enorme biodiversità. Sono altamente sensibili sia alla temperatura che al pH. Quando le temperature oceaniche superano una media di lungo periodo di appena 1-2°C per diverse settimane, i coralli espongono le loro alghe simbiotiche (zooxanthellae), trasformandole in bianco, un processo noto come decolorazione corallina.

Pesce conchiglia e molluschi

Per l'acquacoltura dei crostacei, soprattutto ostriche, vongole e cozze, l'acidificazione oceana è già una minaccia economica. Le fasi larvale sono particolarmente sensibili; nelle fabbriche di cappelli lungo la costa occidentale degli Stati Uniti, i guasti nella produzione di semi di ostriche sono stati direttamente legati alle acque corrosive che si innalzano dal profondo oceano.

Web di pesca e di cibo

Gli stock ittici stanno cambiando in modo polemico le acque calde, alterando le composizioni di cattura e i sistemi di gestione delle quote impegnativi.L'acidificazione può aggravare questi effetti influenzando la base preda, ad esempio riducendo l'abbondanza di plancton calcificante che alimenta le larve di pesce. Alcuni studi suggeriscono che l'acidificazione possa compromettere il senso olfatto dei pesci giovani, rendendoli più vulnerabili ai predatori e meno in grado di trovare habitat adeguati.

Impatti umani e conseguenze economiche

L'oceano fornisce cibo, mezzi di sussistenza, identità culturale e regolazione del clima per miliardi di persone. Il degrado degli ecosistemi marini dovuto al cambiamento climatico combinato e all'acidificazione impone costi diretti e indiretti alle società, soprattutto nello sviluppo delle nazioni costiere.

Pesca e acquacoltura Decline

La pesca marittima globale deve già essere sottoposta a pressioni da parte di una pesca eccessiva. I cambiamenti climatici e l'acidificazione riducono la capacità di trasporto degli ecosistemi, il che significa che i rendimenti sostenibili possono diminuire. L'Organizzazione per l'Alimentazione e l'Agricoltura (FAO) stima che milioni di persone dipendono dal pesce per le proteine e i redditi.

Protezione Costiera e Turismo

Le barriere coralline e le mangrovie forniscono barriere naturali che proteggono le coste dalle tempeste e dall'erosione. Come questi ecosistemi degradano, le comunità costiere diventano più esposte. Il valore economico del turismo basato sulla barriera corallina è stimato a decine di miliardi di dollari all'anno. Le barriere erose e le barriere di reddito potrebbero perdere il loro fascino estetico, scoraggiando i turisti e danneggiando le economie locali.

Sicurezza e salute alimentare

Oltre all'approvvigionamento diretto di proteine, gli ecosistemi marini sostengono la salute umana attraverso micronutrienti e stabilità del sostentamento. Il cambiamento climatico e l'acidificazione possono portare a fiori alghe dannosi (che sono talvolta tossici) e alla proliferazione di agenti patogeni come i batteri Vibrio. Nelle comunità costiere a basso reddito, la perdita di risorse della pesca può forzare cambiamenti dietetici che aumentano la malnutrizione.

Strategie di mitigazione e di adattamento

Affrontare l'interazione tra cambiamento climatico e acidificazione oceanica richiede un approccio biprogato: tagli profondi e rapidi delle emissioni di CO2 per fermare il problema alla sua fonte, e misure di adattamento per aiutare gli ecosistemi e le comunità umane a far fronte a cambiamenti già in corso.

Riduzione delle emissioni di carbonio

La strategia più efficace è quella di passare ad un'economia di carbonio netta-zero, che significa far esplodere i combustibili fossili, impiegare energia rinnovabile (solare, vento, idroelettrico e geotermico), migliorare l'efficienza energetica e frenare la deforestazione.

Protezione e ripristino degli ecosistemi marini

Le aree protette marine (MPA) adeguatamente applicate possono aumentare la resilienza dell'ecosistema rimuovendo gli stressanti locali come la sovrapesca e la distruzione dell'habitat. All'interno di MPAs, le popolazioni sono più sane e possono avere una maggiore capacità di resistere alla temperatura e allo stress del pH.

Ricerca, monitoraggio e approfondimento

Le reti di monitoraggio espanse (ad esempio, la rete globale di osservazione dell'acidificazione dell'oceano) sono essenziali per monitorare i cambiamenti del pH e le risposte biologiche. La ricerca sulla capacità adattativa delle specie, sulla resilienza genetica e sull'evoluzione assistita (ad esempio, l'allevamento di coralli tolleranti al calore) offre speranza, ma rimane una proposta di geoingegneria, come il potenziamento dell'alcalinità oceanica (una riduzione dei minerali all'oceano per neutralizzare gli effetti dell'acido).

Conclusioni

Il cambiamento climatico e l'acidificazione dell'oceano non sono crisi separate; sono due conseguenze interconnesse dello stesso esperimento innaturale: la rapida iniezione di anidride carbonica nell'atmosfera da parte delle attività umane. L'oceano ci ha schermati dal peggior cambiamento climatico assorbendo vaste quantità di CO2 e calore, ma che la protezione è arrivata ad un prezzo pesante: un ripristino dell'oceano più caldo e più stabile che sta perdendo la sua capacità di sostenere la biodiversità e di fornire ai bisogni umani.