Þetta er frábært atriði.

Súrnun sjávar

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit
Áætluð lækkun á pH -gildi við sjávaryfirborð vegna mannkyns koldíoxíðs í andrúmsloftinu milli um það bil 1700 og tíunda áratugarins
Áætluð lækkun styrks karbónatjóna (CO 3 2− ) í yfirborðsvatni milli 1700 og 1990

Lækkun á pH -gildi sjávarvatns er kölluð súrnun hafsins . Það stafar af frásogi koldíoxíðs (CO 2 ) úr lofthjúpi jarðar . [1] [2] Ferlið er ein helsta afleiðing losunar koldíoxíðs manna ásamt hlýnun jarðar . Þó að koltvísýringur í lofthjúpi jarðar leiði líkamlega til hækkandi hitastigs á jörðinni hefur það efnafræðileg áhrif í sjó með því að mynda kolsýru úr CO 2 og vatni. Sjórinn er örlítið grunn . "Súrnunin" gerir það ekki súrt, en minna basískt.

Afleiðingar þessarar svokölluðu. "Súrnun" varðar fyrstu kalkskelettbildende lífverur sem geta exo eða beinagrindur til að myndast, með lækkandi pH lækkar. Vegna þess að þessar tegundir eru oft grundvöllur fæðukeðjanna í sjónum getur þetta haft frekari alvarlegar afleiðingar fyrir þær fjölmörgu sjávardýr sem eru háð þeim og þar af leiðandi fyrir fólkið sem er háð þessum dýrum.

pH í sjónum

PH -gildið er skilgreint fyrir þynntar lausnir og eiga því ekki beint við um saltvatn. Til að geta gefið meðalgildi fyrir sjávarvatn verður einnig að nota líkön til að líkja eftir efnajafnvægi hafsins. Í þessu skyni eru þrjár mismunandi gerðir nú notaðar með vogunum sem myndast og eru allt að 0,12 einingar á milli. Meðalgildi er því aðeins hægt að bera saman innan ramma undirliggjandi líkans. [3] [4]

Sjórinn er örlítið grunn með pH -gildi í kringum 8. Samkvæmt samantekt British Royal Society hefur yfirborðsvatn hafsins í dag venjulega pH -gildi á bilinu 7,9 til 8,25 niður á 50 m dýpi, að meðaltali 8,08. [1] Mikilvægustu orsakirnar fyrir sveiflum innan þessa sviðs eru hitastig vatnsins, staðbundin flot koltvísýringsríks djúps vatns, svo og líffræðileg framleiðni, sem, þar sem hún er mikil, bindur mikið kolefni díoxíð í formi sjávarlífs og flytur það í dýpri vatnslag.

Ein leið til að endurreisa fyrri pH -gildi er að greina set. Frá samsætuþynningar samsetningu bór hydroxíð það er hægt að ákvarða að pH-gildi við yfirborð sjávar var um það bil 7.4 ± 0.2 um 21 milljón árum síðan, þar til hún náði 8.2 ± um það bil 7.5 milljón árum síðan 0,2 Rose. [5] Þar sem pH-gildi hafsins er beintengt koltvísýringsstyrk í andrúmsloftinu með Henry-stuðlinum er einnig hægt að ákvarða styrkur paleo-CO 2 með þessum hætti. Þetta gildi hélst nokkurn veginn stöðugt þar til súrnun sjávar hófst vegna iðnvæðingar á 18. öld og aukinnar losunar koltvísýrings.

Vegna losunar manna á koltvísýringi, um það bil fjórðungur frásogast í heimshöfunum, hefur sýrustig hafsins aukist um næstum 30% frá upphafi iðnvæðingar (frá og með 2016). Án minnkunar á núverandi losun CO 2 myndi sýrustig heimshafa meira en tvöfaldast árið 2100. [6] Samkvæmt fimmtu matsskýrslu IPCC er súrnun hraðari en nokkur svipuð súring undanfarin 65 milljónir ára, hugsanlega síðustu 300 milljónir ára. [7] Samkvæmt rannsókn frá Stanford háskólanum frá 2005, sem gerir ráð fyrir pH gildi fyrir iðnað grunns sjávar að meðaltali að meðaltali 8,25, lækkaði pH-gildið vegna upptöku koldíoxíðs í þágildi 8,14 að meðaltali. [8] Sameiginleg könnun frá Bandaríkjunum á vegum National Science Foundation (NSF), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og United States Geological Survey (USGS) kemst að þeirri niðurstöðu að meðalgildi pH fyrir iðnvæðingu var 8,16 samanborið við 8,05 í dag. [9] Í báðum tilfellum er súrnun rakin til losunar manna á koltvísýringi og er metin á 0,11 pH -einingar.

Súrnun á sér stað einnig nálægt ströndinni eða nálægt skipum með sýru inntökum af völdum brennisteinsoxíðs og köfnunarefnisoxíðs (sjá súr rigning ). Þetta kemur aðallega frá notkun jarðefnaeldsneytis og frá landbúnaði. Á heimsvísu stuðla þessi aðföng varla að súrnun hafsins. [10]

Höfin sem kolefnisvasi

Höfin gegna kolefnishring jarðar þar sem kolefni sökkva er mikilvægt hlutverk, þar sem 70 prósent af yfirborði jarðar er þakið vatni. Talið er að 38.000 gígaton (Gt) af kolefni séu geymd í öllu vatnshvolfinu . Koldíoxíðið endar í sjónum vegna mismunar á hlutþrýstingi CO 2 . Gas flæðir alltaf frá svæði með meiri hlutþrýstingi (andrúmslofti) yfir á svæði undirþrýstings (hafs). Koldíoxíð er leyst upp í sjónum þar til hlutþrýstingur í andrúmsloftinu og í sjónum er sá sami. Hins vegar sleppur það líka aftur þegar þrýstingur í andrúmsloftinu er minni en í sjónum. Hitastig sjávar hefur einnig áhrif á upptöku koldíoxíðs, þar sem vatn getur tekið upp minna koldíoxíð þegar hitastigið hækkar.

Kolefnið sem frásogast úr andrúmsloftinu dreifist í hafið innan nokkurra ára í sjólaginu sem sólin lýsir upp. Tvær aðferðir tryggja að það nái enn meiri dýpi. Það mikilvægasta er svokölluð líkamleg kolefnisdæla : Kolefnisríkt yfirborðsvatn kólnar á norðurslóðum , þyngist og sökkar, þá dreifist kolefnisríka vatnið yfir stór svæði í dýpi hafsins um kalt djúpið straumar alþjóðlega færibandsins . Minna mikilvægt, en ekki ómerkilegt, er svokölluð líffræðileg kolefnisdæla , þar sem kolefni sekkur niður í dýpri svæði sem sjávarsnjór (lífræn agnaúrkoma). Það tekur hundruð til þúsundir ára áður en mannkyns CO 2 frásogast úr andrúmsloftinu kemst í hafið í dýpstu vatnslagin og dreifir þeim. Í dag er hægt að greina það niður að meðaltali vatnsdýpi 1000 m. [2] Við sjósetur , í meginlandsbrekkunum og í grunnum sjó (til dæmis í hluta Weddellhafsins ) [11] getur mannkyns CO 2 þegar náð sjávarbotni.

Aukið magn koldíoxíðs í andrúmslofti jarðar undanfarin 200 ár hefur leitt til þess að 118 ± 19 Gt kolefni eða 27% til 34% af losun mannkyns CO 2 frásogast í sjónum. [12] Árið 2006 var 36,3 Gt af viðbótar CO 2 framleitt af mönnum eða um það bil 9,9 Gt kolefni losað út í andrúmsloftið um allan heim. [13] Að meðtöldum náttúrulegum uppsprettum gleypir vatnshvolfið um 92 Gt af kolefni í andrúmslofti á ári. Um 90 Gt af þessu losnar úr höfunum og 2 ± 1 Gt er geymt. [2] Rannsókn sem birt var árið 2003 áætlar inntöku kolefnis nokkuð nákvæmari á tímabilinu 1980–1989 við 1,6 ± 0,4 Gt og milli 1990 og 1999 að 2,0 ± 0,4 Gt á ári. [14]

Efnafræðilegt ferli súrunar

Dreifimynd fyrir dreifðu form kolsýru sem fall af pH -gildi í sjó

Koltvísýringur úr lofti getur leyst upp í sjó og er þá að mestu leyti í formi ólífrænna efnasambanda sem hlutfallslega hlutfall þeirra endurspeglar pH í sjónum. Ólífrænt kolefni er að finna í sjónum um það bil 1% í kolsýru og koldíoxíði, u.þ.b. 91% í vetniskarbónatjónum (HCO 3 - ) og u.þ.b. 8% í karbónatjónum (CO 3 2− ). Koltvísýringur leystur upp í vatni er í jafnvægi við vetniskarbónat, karbónat og oxóníumjónir (hýdróníumjónir) með eftirfarandi efnahvarfum :

Oxóníumjónirnar (H 3 O + ) sem framleiddar eru í þessu ferli valda lækkandi pH -gildi, sem er skilgreint sem neikvætt decadic lógaritma mólstyrks (nánar tiltekið: virkni ) oxóníumjóna.

Súrnun af völdum uppleystra CO 2 vinnur gegn áhrifum viðstöddum kalsíumkarbónat (CaCO 3), sem virkar með vetnlskarbónati og karbónatjónum achemlcal stuðpúðakerfi sem (→ dúaiausn ) og þannlg er binst róteindunum:

Eins og öll karbónöt úr basískum jarðmálmum er kalsíumkarbónat aðeins lítið leysanlegt í vatni. Kalsíumkarbónatið í sjávarvatni kemur í meginatriðum frá tveimur uppsprettum, nefnilega setlög á sjávarbotni og aðkoma frá innstreymi ferskvatns . Karbónat kemst í það síðarnefnda með veðrun kalksteina. Til þess að setið hjálpi til við að hlutleysa súrnun þarf að leysa kalsíumkarbónatið sem það inniheldur og flytja með hringrás frá sjávarbotni til hærri vatnslaga. Ef gert er ráð fyrir að veðrunartengd inntak sé stöðugt í líkanútreikningum (með 0,145 Gt á ári af kolefni í formi karbónats) myndi súrnun hafsins leiða til þess að setmyndunarhraði snerist innan nokkurra hundrað ára. Aðeins eftir um það bil 8000 ára tímabil gæti veðurtengd inntaka kalsíumkarbónats bætt þessi áhrif. [15]

Verulegt magn af kalsíumkarbónati í setinu stafar af kalsítmyndandi svifi , einkum frá globigerins (hópi foraminifera ), kókólítófórum (hópi kalkþörunga) og pteropods . Minna magn myndast til dæmis í kóralrifum . Hægt er að leggja svif í botn sjávar í formi karbónatríkrar, lífefnafræðilegrar setmyndunar (kalkslam) ef vatnsdýptin er ekki of mikil. Á hinn bóginn, ef farið er yfir kalsít og aragonít bótadýpt fyrir kalsíumkarbónöt kalsít og aragonít , þá leysast þau alveg upp. Þessi bótadýpt færist upp á við súrnunina og svo leysist mikið magn af kalksteini upp á sjávarbotninum. Fyrir aragonít hefur 400 m aukning í 2500 m í dag verið ákveðin frá iðnvæðingu. Gert er ráð fyrir frekari aukningu um 700 m árið 2050. [16] [17] 300 til 800 m fyrir ofan dýpt kalsítsuppbótar er lýsóklínið , svæðið þar sem upplausnarferlið hefst. Þar af leiðandi er einnig hægt að leysa upp fast karbónöt eins og kalsíumkarbónat á grunnari svæðum þar til lausnin er aftur mettuð með karbónatjónum. Hvarf jöfnan fyrir kalklausnina er:[18]

Afleiðingar fyrir lífríki sjávar og lífríki hafsins

Í sjávarlífverum sem verða fyrir sjó með auknu CO 2 innihaldi fer fram ferli sem er mjög svipað upplausn CO 2 í sjónum. CO 2 getur flutt óhindrað um frumuhimnur sem gas og breytir þannig pH -gildi líkamafrumna og blóðs eða blóðrauða . Breytinguna á náttúrulegu sýru-basa jafnvægi verður að bæta upp af lífverunni, sem sumar dýrategundir gera betur en aðrar verri. Varanleg breyting á sýru-basa breytum innan lífveru getur skert vöxt eða frjósemi og í versta falli stefnt lifun tegunda í hættu. [19] Í jarðfræðilegri fortíð leiddu súrnunartilvik, sem voru minna áberandi en súrnun af mannavöldum í dag, ítrekað til mikillar hnignunar á líffræðilegri fjölbreytni eða massa útdauða . [20]

Skemmdir á kórallum

Kóraleyja í Kyrrahafi. Sýrara hafið hefur í för með sér áhættu fyrir kóralla vegna þess að þau eru háð myndun kalkskala

Lausn koldíoxíðs hægir á hlýnun jarðar, en sú hæga súrnun sjávar sem þar af leiðandi getur haft alvarlegar afleiðingar fyrir dýr með hlífðarlagi af kalsíumkarbónati (kalki), meðal annars. [21] [9][18] Eins og lýst er hér að ofan breytist efnajafnvægi hafsins á kostnað karbónatjóna. Samt sem áður er tenging þeirra við kalsíum í sjó til að mynda kalsíumkarbónat afar mikilvæg fyrir lífríki sjávar sem myndar kalkskeljar. Haf sem verður súrra hindrar líffrumkvörnun kóralla sem og örverur eins og örsmáa sjósnigla og dýrasvif , þó að sumar af þessum lífverum auki pH -gildi vatnsins sérstaklega með því að minnka uppleyst magn koldíoxíðs þegar kalkkristallar myndast í þeim eigin frumur. [22]

Samhliða kalsít framleiða kórallar aragonít, algengasta kalktegund í sjónum. Aragonít er kalkform sem er sérstaklega auðvelt að leysa upp í gegnum kolsýru, sem eykur hættuna fyrir kóral frá sífellt súrri sjó. [23] Í tilraun við Bar Ilan háskólann í Ísrael voru kórallar útsettir fyrir tilbúnu súrðu vatni með pH 7,3 til 7,6. Þetta eru gildi sem sumir vísindamenn telja að hægt í nokkrar aldir, að því tilskildu að andrúmslofti CO 2 efni eykur bil fimmfaldast. [24] Eftir mánuð í súrara vatninu byrjuðu kalkskeljarnar að afhýða kórallana og hurfu í kjölfarið alveg. Það kom vísindamönnum á óvart að fjölpar kórallanna lifðu af. Þegar sýrustigið var hækkað í 8,0–8,3 aftur eftir 12 mánuði fóru fjölarnir að byggja sig upp aftur. Þessi niðurstaða gæti útskýrt hvers vegna kórallarnir gætu lifað af þrátt fyrir fyrri tímabil með pH -gildi sjávarvatns sem var óhagstæðara fyrir þá. Þrátt fyrir þessa niðurstöðu tala vísindamennirnir aðeins um mögulegt „athvarf“ fyrir kórallana og leggja áherslu á alvarlegar afleiðingar afkalkunar á viðkomandi vistkerfi. [25] Einnig hefur verið sýnt fram á neikvæð áhrif súrunar á vöxt fyrir harða kóralla af ættkvíslinni Lophelia pertusa , sem koma fyrir í náttúrunni á 60 m til 2100 m dýpi. Í einni tilraun lækkaði kalsunarhraði þessara köldu vatnskóralla um 30% og 56%, í sömu röð, þegar sýrustigið var lækkað um 0,15 og 0,3 einingar. [26]

Aðrar lífverur sem eru mikilvægar fyrir rifmyndun eru einnig líklegar til að þjást af súrnun. Í sjö vikna tilraun voru rauðþörungar úr Corallinaceae fjölskyldunni, sem gegna mikilvægu hlutverki í þróun kóralrifja, útsettir fyrir tilbúnum súrum sjó. Í samanburði við samanburðarhópinn minnkaði æxlunartíðni og vöxt þörunga í súrara vatninu verulega. Ef pH -gildi í sjónum halda áfram að lækka, hefur þetta líklega verulegar afleiðingar fyrir kóralrifin sem verða fyrir áhrifum. [27]

Meira lífríki sjávar

The lirfur á appelsínugula Clownfish (Amphiprion percula) hvarfast við súrnun sjávar með skerta eða alveg truflun lyktarskyn, sem hægt er að gera það erfitt eða jafnvel ómögulegt fyrir þá að finna viðeigandi búsvæði. [28]

Milliríkjanefnd um loftslagsbreytingar (milliríkjanefnd um loftslagsbreytingar, IPCC) eru fjórða matsskýrsla ársins 2007 vísindaleg „miðlungs öryggi“ fyrir neikvæðar afleiðingar af því að sýran verður heimsins höf fyrir kalsítskeljar sem framleiða lífverur og eru háðar þeim tegundum á. [29] Í rannsókn sem gerð var við háskólann í Kyoto óx sjávarþörungur verulega hægar í tilbúnu súrðu vatni, samanborið við samanburðarhóp sem var við venjuleg skilyrði eða missti þyngd. Þeir voru minna frjóir og fósturvísar þeirra þyngdust mun hægar og þyngdust. [30] Í ígulkerum af tegundinni Heliocidaris erythrogramma , sem eru innfæddir í vatni Suður -Ástralíu , leiddi tilraunalækkað pH -gildi 0,4 einingar í 7,7 til væntanlega minnkaðrar æxlunargetu, sem ákvarðaðist af verulega skertum hraða og hreyfanleika af sæði. Þetta gæti fækkað afkvæmum um fjórðung. [31]

Kölkunartíðni kræklinga gæti lækkað um 25% og Kyrrahafsstraums um 10% í lok 21. aldarinnar. Vísindamenn komust að þessum gildum með því að fylgja sérstakri atburðarás IPCC, sem gerir ráð fyrir CO 2 styrk í andrúmslofti um 740 ppm fyrir 2100. Yfir viðmiðunarmörk 1.800 ppm byrjar kræklingaskelurinn jafnvel að leysast upp, þar sem líffræðilegri fjölbreytni á ströndum er almennt stefnt í hættu og einnig er hætta á verulegu efnahagslegu tjóni. [32]

Turquoise liturinn á vatninu við strendur Cornwall , orsakast af blóma er kalksteinn Alga Emiliania huxleyi . Þó að E. huxleyi gæti notið góðs af súrnun hafsins hefur kalkþörungurinn Gephyrocapsa oceanica mikla þýðingu fyrir vistkerfi hafsins og er ógnað með súrnun.

Matvælakeðjan í sjónum er byggð á svifi . Kalkþörungar (svokallaðir haptophyta ) eru sérstaklega háðir myndun kalkskeljar til að lifa af. Ef þetta er ekki lengur mögulegt vegna súrunar gæti það haft víðtækar afleiðingar fyrir fæðukeðju hafsins. [33] Rannsókn sem birt var árið 2004 af fyrrum Leibniz Hafrannsóknastofnun bendir á fjölmörg flókin áhrif sem lægra pH -gildi getur haft á svifi, þar á meðal lakari upphafsstöðu til að kalka lífverur í samanburði við plöntusvif (svifþörunga). Á sama tíma er lögð áhersla á óvissuástand rannsókna sem leyfir nú engar víðtækar spár um þróun heilu vistkerfanna. [34] Minnkandi hlutfall kalsunar fannst í foraminifera af röðinni Globigerinida í suðurhafi . Einfrumu foraminifera bera ábyrgð á fjórðungi til helmingi af heildar kolefnisstreymi sjávar. Í rannsóknunum var þyngd kalkskeljar foraminifera Globigerina bulloides minnkað um 30 til 35% samanborið við dauð eintök sem fengust úr seti. Óvíst er að afleiðingar frekari lækkunar á pH. [35]

Súrnun þýðir ekki takmörkun á búsvæði þeirra fyrir allt lífríki sjávar. Í fyrsta lagi leiðir aukið magn koldíoxíðs í sjó meðal annars til betri frjóvgunar koltvísýrings sjávarplantna . Þar sem áhrifin hafa mismunandi áhrif á mismunandi plöntur og tengjast hækkandi vatnshita og lækkandi pH -gildi getur tegundasamsetningin aftur breyst. [2] Furðuleg viðbrögð við minnkandi basa hafsins hafa fundist hjá sumum tegundum. Fyrir kalksteinn til þörungar Emiliania huxleyi , rannsókn mótsagnakennt sýndu hugsanlega tvöföldun á vexti af sér kölkun og ljóstillífun, mælt með því að pH-gilda eins og væntanlegur á andrúmslofti CO 2 innihaldi sem nemur 750 ppm í hafinu. Á sama tíma er búist við verulega lægri vexti. E. huxleyi á tæplega 50 prósent hlutdeildar í lífrænni kolefnisdælu hafsins og framleiðir þriðjung af kalsíumkarbónatframleiðslu í hafinu og gerir hana að lykiltegund í vistkerfinu. Vegna sýrustigs á sjó, sem þegar hefur lækkað um 0,1 einingu, hefur meðalþyngd þessara kalkþörunga aukist um 40% á síðustu 220 árum. [36] Frekari rannsókn sýndi að fyrir brothættar stjörnur af gerðinni Amphiura filiformis jókst kölkun við súrt vatnsskilyrði þar sem brothættar stjörnurnar bæta fyrir skaðlegri aðstæður. Þessi aðlögun fer þó í hendur við minnkandi vöðvamassa, stefnu sem er ólíklegt að verði sjálfbær til lengri tíma litið. [37]

Rannsóknir á áhrifum lægra sýrustigs á stærri sjávardýr hafa sýnt að til dæmis geta hrygning og lirfur skemmst. Prófanirnar voru gerðar með mun lægra pH -gildi en búast má við á næstunni, þannig að þær hafa takmarkað upplýsandi gildi. [1]

Áhrif á fisk

Áhrif á hegðun fisks eru talin óstaðfest og dregið í efa vegna þess að grunur leikur á að upprunalegu tilraunirnar hafi verið sviksamlegar, margar síðari tilraunir voru ekki blindaðar og betur hönnuð tilraun sem sýnir sundhegðun fisksins með hugbúnaði í stað þess að láta fólk dæmir og kvikmyndar til að hreinsa upp svik fann engin áhrif. [38]

Í rannsókn á kattarháfum með kúfukössum var sýnt fram á að aukin súrnun hafsins gæti haft neikvæð áhrif á mælikvarða hákarls . [39] [40]

Núverandi og framtíðarþróun

Vegna mismunandi leysni eftir hitastigi er súrnun hafsins mest á skautasvæðunum þar sem kalt vatn getur leyst upp meira koldíoxíð en heitt vatn (sjá: Hitastig háð fasta Henrys ). [41] pH -gildið getur einnig verið háð svæðisbundnum og árstíðabundnum sveiflum, til dæmis vegna breytinga á hafstraumum eða lífefnafræðilegum ferlum. [42] [43] Þessa áhrif þarf að aðgreina frá þróun einstakra mælaraða sem stafar af losun gróðurhúsalofttegunda. Í ítarlegri átta ára rannsókn við Tatoosh-eyju í Bandaríkjunum , nálægt Ólympíuskaganum í Washington - fylki , sveiflaðist staðbundið pH-gildi verulega meira yfir daginn og á árinu en áður var gert ráð fyrir, þ.e. um allt að eina pH-einingu innan eins árs og um 1,5 einingar á rannsóknartímabilinu 2000–2007. Á sama tíma lækkaði pH -gildið verulega í heildina, að meðaltali −0.045 einingar á ári, verulega hraðar en reiknað var út af líkönum. Þessar lækkanir höfðu áberandi áhrif á staðbundna líffræði. The California Heilnæmi , krækling og barnacles lækkaði í röð, en ýmsar barnacles og sumar tegundir þörunga aukist. [44]

Án sökkvandi áhrifa hafsins væri styrkur koldíoxíðs í andrúmslofti 55 ppm hærri í dag, þ.e. að minnsta kosti 466 ppm í stað núverandi 411 ppm. [45] Reiknað yfir aldar tímabil ættu höfin að geta sogið á milli 65 og 92% af losun af mannavöldum CO 2 . Fyrirbæri eins og vaxandi Revelle þáttur tryggja hins vegar að með hækkandi hitastigi og vaxandi hlutfalli af CO 2 í andrúmslofti minnkar getu hafsins til að taka upp kolefni. [12] Árið 2100 er líklegt að getu vatns til að taka upp CO 2 minnki um 7–10%. [46] Hlýnun sjávar leiðir einnig til minni koltvísýringsupptöku, líklega um 9–14% í lok 21. aldarinnar. [47]

Á heildina litið, samkvæmt líkanútreikningum, er sökkvunargeta hafsins líkleg til að minnka um 5–16% í lok 21. aldarinnar. [46] Það eru vísbendingar um að þetta ferli hafi þegar verið hafið. Miðað við fræðilega búist við upptöku, þá gleypir suðurhafið greinilega 0,08 Gt kolefni á ári milli 1981 og 2004 of lítið. [48] Þetta er sérstaklega mikilvægt vegna þess að hafið sunnan við 30 ° S (suðurhafið er sunnan við 60 ° S) gleypir á milli þriðjungs og helmings koldíoxíðs sem bundin eru um haf um heim allan. [49] Í Norður -Atlantshafi veiktist frásogshraði ekki aðeins fræðilega séð heldur minnkaði hann í raun á milli 1994–1995 og 2002–2005 um rúmlega 50% eða um 0,24 Gt kolefni. [50] Þetta gefur til kynna verulega skerta burðargetu sjávar fyrir koldíoxíð í andrúmslofti. [51] Í báðum tilvikum eru breytingar á vindi eða minnkun á blöndun yfirborðs og djúps vatns sennilega ábyrg fyrir hnignuninni.

Ef styrkur CO 2 í andrúmslofti tvöfaldast samanborið við 280 ppm fyrir iðnaðinn (hlutar á milljón) er búist við frekari lækkun á pH-gildi í 7,91, þrefaldast í 7,76 [9] eða um 0,5 stig. [1] Í lok 21. aldarinnar er búist við að pH -gildi í höfunum verði svo lágt að það hefur ekki komið fyrir í að minnsta kosti 650.000 ár. Ef áætlunartímabilið er framlengt um nokkrar aldir fram í tímann virðist lækkun á pH gildi um allt að 0,7 stig möguleg. Þessi versta atburðarás gerir ráð fyrir að mest af jarðefnaeldsneyti sé eytt að meðtöldum dreifðum atburðum sem ekki er ræktanlegur. Þetta væri líklega meiri súrnun en nokkru sinni fyrr á síðustu 300 milljónum ára, að undanskildum mögulegum sjaldgæfum og öfgafullum hamfaratilvikum. [24] Slíkt tilgátulegt ástand væri varla afturkræft á tímamælikvarða mannsins; það myndi taka að minnsta kosti nokkra tugi þúsunda ára áður en pH-gildi fyrir iðnaðinn væri náttúrulega náð aftur, ef yfirleitt. [52] [53]

Súrnun sjávar og massa útrýmingarviðburði í sögu jarðar

Þrír af fimm mikill massa extinctions í Phanerozoic tengdust með hröðum hækkun á massastyrk koltvísýringur, sem líklega voru vegna mikillar eldvirkni af kvikuhreyfinga mikill héruðum til viðbótar við þau varma sundrun á metan hýdrati . [54] [55] Jarðvísindarannsóknirnar beindust upphaflega að afleiðingum hugsanlegra loftslagsáhrifa á líffræðilegan fjölbreytileika, [56] þar til rannsókn var gerð á 2004 á tengslum við massa útrýmingu í lok þríhyrnings með minnkaðri kalsíumettun í sjónum sem afleiðing mjög aukinnar styrks eldgosa CO 2 . [57] Das Massenaussterben an der Trias-Jura-Grenze gilt als gut dokumentiertes Beispiel eines marinen Aussterbe-Ereignisses aufgrund von Ozeanversauerung, da vulkanische Aktivitäten, Änderungen im Kohlenstoff-Isotopenverhältnis, Abnahme von Karbonatsedimentation und marines Artensterben in der stratigraphischen Abfolge präzise zusammenfallen [57] [58] [59] [60] [61] und zudem die erwartete Selektivität im Aussterbemuster auftrat, das vor allem Arten mit dicken aragonitischen Skeletten betraf. [57] [58] [62] Neben dem endtriassischen Massenaussterben wird Ozeanversauerung auch als Ursache des marinen Aussterbens am Ende des Perm [63] [64] und an der Kreide-Paläogen-Grenze [65] diskutiert.

Weiterführende Artikel

Publikationen

Weblinks

Englisch:

Einzelnachweise

  1. a b c d John Raven ua: Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide . The Royal Society Policy Document 12/05, Juni 2005. (PDF, 1,1 MB)
  2. a b c d Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen: Die Zukunft der Meere – zu warm, zu hoch, zu sauer . Sondergutachten, Berlin 2006. (PDF, 3,5 MB) ( Memento vom 27. Januar 2007 im Internet Archive )
  3. RE Zeebe, D. Wolf-Gladrow: CO 2 in Seawater: Equilibrium, Kinetics, Isotopes . Elsevier Science, Amsterdam 2001, ISBN 0-444-50946-1 .
  4. Siehe auch in der englischsprachigen Wikipedia den Abschnitt Seawater im Artikel pH .
  5. Arthur J. Spivack, Chen-Feng You, Jesse Smith: Foraminiferal boron isotope ratios as a proxy for surface ocean pH over the past 21 Myr. In: Nature . Vol. 363, 1993, S. 149–151, 13. Mai 1993, doi : 10.1038/363149a0 .
  6. Mojib Latif : Bringen wir das Klima aus dem Takt? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 80-112, S. 106f.
  7. Fünfter Sachstandsbericht des IPCC , zit. nach: Stefan Rahmstorf , Katherine Richardson : Wie bedroht sind die Ozeane? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 113-146, S. 127.
  8. Mark Z. Jacobson : Studying ocean acidification with conservative, stable numerical schemes for nonequilibrium air-ocean exchange and ocean equilibrium chemistry. In: Journal of Geophysical Research . Vol. 110, 2005, D07302, doi : 10.1029/2004JD005220 (freier Volltext).
  9. a b c NSF, NOAA und USGS: Impacts of Ocean Acidification on Coral Reefs and Other Marine Calcifiers: A Guide for Future Research. 2006. (PDF, 9,9 MB) ( Memento vom 20. Juli 2011 im Internet Archive )
  10. Scott C. Doney, Victoria J. Fabry, Richard A. Feely, Joan A. Kleypas: Ocean Acidification: The other CO 2 Problem . In: Annual Reviews of Marine Science . Januar 2009, S.   214 , doi : 10.1146/annurev.marine.010908.163834 .
  11. M. Hoppema: Weddell Sea is a globally significant contributor to deep-sea sequestration of natural carbon dioxide. In: Deep-sea research. I, 2004, Vol. 51, S. 1169–1177, doi : 10.1016/j.dsr.2004.02.011 .
  12. a b Christopher L. Sabine, Richard A. Feely, Nicolas Gruber ua: The Oceanic Sink for Anthropogenic CO 2 . In: Science . Vol. 305, Nr. 5682, 2004, S. 367–371, doi : 10.1126/science.1097403 . (PDF) ( Memento vom 6. Juli 2007 im Internet Archive )
  13. Josep Canadell, Corinne Le Quéré , Michael Raupach, Christopher Field, Erik Buitenhuis, Philippe Ciais, Thomas Conway, Nathan Gillett, R. Houghton, Gregg Marland: Contributions to accelerating atmospheric CO 2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks. In: Proceedings of the National Academy of Sciences . 2007, (online, PDF; 389 kB) ( Memento des Originals vom 9. April 2008 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.pnas.org
  14. Ben I. McNeil, Richard J. Matear, Robert M. Key ua: Anthropogenic CO 2 Uptake by the Ocean Based on the Global Chlorofluorocarbon Data Set. In: Science . Vol. 299, Nr. 5604, 2003, S. 235–239, 10. Januar, doi : 10.1126/science.1077429 .
  15. D. Archer, H. Kheshgi, Ernst Maier-Reimer: The Dynamics of Fossil Fuel CO 2 Neutralization by Marine CaCO 3 . In: Global Biogeochemical Cycles. Vol. 12, Nr. 259–276, 1998. (online)
  16. Toste Tanhua, Arne Körtzinger, Karsten Friis ua: An estimate of anthropogenic CO 2 inventory from decadal changes in oceanic carbon content. In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 104, Nr. 9, 2007, S. 3037–3042, doi : 10.1073/pnas.0606574104 .
  17. Siehe hierzu auch: Simone Ulmer: Die Ozeane – ein unterschätzter CO<sub>2</sub>-Speicher? ( Memento vom 5. März 2007 im Internet Archive ) In: Neue Zürcher Zeitung. 27. Februar 2007.
  18. a b Richard A. Feely, Christopher L. Sabine, Kitack Lee ua: Impact of Anthropogenic CO 2 on the CaCO 3 System in the Oceans. In: Science . Vol. 305, Nr. 5682, 2004, S. 362–366, doi : 10.1126/science.1097329 .
  19. World Ocean Review Der Einfluss des pH-Werts auf den Stoffwechsel von Meeresorganismen. 2010.
  20. Stefan Rahmstorf , Katherine Richardson : Wie bedroht sind die Ozeane? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 113-146, S. 128.
  21. James C. Orr, Victoria J. Fabry, Olivier Aumont ua: Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms. In: Nature . Vol. 437, 29. September 2005, S. 681–686, doi : 10.1038/nature04095 .
  22. Stichwort Biomineralisation: Die Tricks der Kalk-Produzenten. auf: scinexx.de , 15. Januar 2005.
  23. Gabriela Negrete-García, Nicole S. Lovenduski, Claudine Hauri, Kristen M. Krumhardt, Siv K. Lauvset: Sudden emergence of a shallow aragonite saturation horizon in the Southern Ocean. In: Nature Climate Change. 9, 2019, S. 313, doi : 10.1038/s41558-019-0418-8 .
  24. a b Ken Caldeira , Michael E. Wickett: Oceanography: Anthropogenic carbon and ocean pH. In: Nature . Vol. 425, 2003, S. 365, doi : 10.1038/425365a .
  25. Maoz Fine, Dan Tchernov: Scleractinian Coral Species Survive and Recover from Decalcification. In: Science . Vol. 315, Nr. 5820, S. 1811, 30. März 2007, doi : 10.1126/science.1137094 .
  26. C. Maier, J. Hegeman, MG Weinbauer, J.-P. Gattuso: Calcification of the cold-water coral Lophelia pertusa , under ambient and reduced pH . In: Biogeosciences . 6, 2009, S. 1671–1680. (online)
  27. Ilsa B. Kuffner, Andreas J. Andersson, Paul L. Jokiel, Ku'ulei S. Rodgers, Fred T. Mackenzie: Decreased abundance of crustose coralline algae due to ocean acidification. In: Nature Geoscience . online veröffentlicht am 23. Dezember 2007, doi : 10.1038/ngeo100 . Siehe auch die Presseerklärung des US Geological Survey zu dieser Studie.
  28. Philip L. Munday, Danielle L. Dixson, Jennifer M. Donelson ua: Ocean acidification impairs olfactory discrimination and homing ability of a marine fish . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 106, No. 6, 10. Februar 2009, S. 1848–1852, doi : 10.1073/pnas.0809996106 .
  29. Intergovernmental Panel on Climate Change: Climate Change 2007: Climate Change Impacts, Adaptation and Vulnerability. Summary for Policymakers. 2007. (PDF; 946 kB)
  30. Shirayama Yoshihisa, Haruko Kurihara, Hisayo Thornton ua: Impacts on ocean life in a high-CO 2 world. Seto Marine Biological Laboratory, Kyoto University, 2004, PowerPoint-Präsentation.
  31. Jon N. Havenhand, Fenina-Raphaela Buttler, Michael C. Thorndyke, Jane E. Williamson: Near-future levels of ocean acidifi cation reduce fertilization success in a sea urchin. In: Current Biology . Vorab-Online-Veröffentlichung vom 31. Juli 2008, doi : 10.1016/j.cub.2008.06.015 .
  32. Frédéric Gazeau, Christophe Quiblier, Jeroen M. Jansen ua: Impact of elevated CO 2 on shellfish calcification. In: Geophysical Research Letters . Vol. 34, 2007, L07603, doi : 10.1029/2006GL028554 .
  33. Ulf Riebesell , Ingrid Zondervan, Björn Rost, Philippe D. Tortell, Richard E. Zeebe, Francois M. Morel: Reduced calcification of marine plankton in response to increased atmospheric CO 2 . In: Nature . Vol. 407, 21. September 2000, S. 364–367, doi : 10.1038/35030078 .
  34. Ulf Riebesell: Effects of CO 2 enrichment on marine phytoplankton. In: Journal of Oceanography. 60, 2004, S. 719–729, doi : 10.1007/s10872-004-5764-z .
  35. Andrew D.Moy, William R. Howard, Stephen G. Bray, Thomas W. Trull: Reduced calcification in modern Southern Ocean planktonic foraminifera . In: Nature Geoscience . online veröffentlicht am 8. März 2009, doi : 10.1038/ngeo460 .
  36. M. Debora Iglesias-Rodriguez, Paul R. Halloran, Rosalind EM Rickaby ua: Phytoplankton Calcification in a High-CO 2 World. In: Science . Vol. 320, 2008, Nr. 5874, S. 336–340, doi : 10.1126/science.1154122 .
  37. Hannah L. Wood, John I. Spicer, Stephen Widdicombe: Ocean acidification may increase calcification rates, but at a cost. In: Proceedings of the Royal Society B, Biological Sciences . online veröffentlicht am 6. Mai 2008, doi : 10.1098/rspb.2008.0343 .
  38. Martin Enserink: Does ocean acidification alter fish behavior? Fraud allegations create a sea of doubt. In: Science . 6. Mai 2021, abgerufen am 11. Mai 2021 .
  39. Jacqueline Dziergwa, Sarika Singh ua: Acid-base adjustments and first evidence of denticle corrosion caused by ocean acidification conditions in a demersal shark species. In: Scientific Reports. 9, 2019, doi : 10.1038/s41598-019-54795-7 .
  40. Martin Vieweg: Ozeanversauerung nagt an Hai-Schuppen. In: wissenschaft.de ( natur.de ). 23. Dezember 2019, abgerufen am 28. Dezember 2019 .
  41. Mojib Latif : Bringen wir das Klima aus dem Takt? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 80-112, S. 107.
  42. Via Laser in die Vergangenheit der Ozeane. Abgerufen am 8. Februar 2017 .
  43. Nathalie Goodkin et al.: Ocean circulation and biogeochemistry moderate interannual and decadal surface water pH changes in the Sargasso Sea . In: Geophysical Research Letters . Band   42 , Nr.   12 , 2015, S.   4931–4939 .
  44. J. Timothy Wootton, Catherine A. Pfister, James D. Forester: Dynamic patterns and ecological impacts of declining ocean pH in a high-resolution multi-year dataset . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 105, 2008, No. 48, S. 18848–18853, December 2, doi : 10.1073/pnas.0810079105 .
  45. Täglich CO2. 23. Juli 2019, abgerufen am 23. Juli 2019 .
  46. a b GKPlattner, F. Joos, TF Stocker, O. Marchal: Feedback mechanisms and sensitivities of ocean carbon uptake under global warming. In: Tellus B. Volume 53, Nr. 5, November 2001, S. 564–592, doi : 10.1034/j.1600-0889.2001.530504.x .
  47. JB Greenblatt, JL Sarmiento: Variability and climate feedback mechanisms in ocean uptake of CO 2 . In: CB Field, MR Raupach (Hrsg.): SCOPE 62: The Global Carbon Cycle: Integrating Humans, Climate and the Natural World. Island Press, Washington DC 2004, S. 257–275.
  48. C. Le Quéré, C. Rödenbeck, ET Buitenhuis, TJ Conway, R. Langenfelds, A. Gomez, C. Labuschagne, M. Ramonet, T. Nakazawa, N. Metzl, N. Gillett, M. Heimann: Saturation of the Southern ocean CO 2 sink due to recent climate change. In: Science . Vol. 316, 2007, S. 1735–1738, doi : 10.1126/science.1136188 .
  49. James C. Orr, Ernst Maier-Reimer, Uwe Mikolajewicz ua: Estimates of Anthropogenic Carbon Uptake From Four Three-Dimensional Global Ocean Models. In: Global Biogeochemical Cycles. 2001, Vol. 15, Nr. 1, S. 43–60. (PDF; 5,7 MB)
  50. Ute Schuster, Andrew J. Watson: A variable and decreasing sink for atmospheric CO 2 in the North Atlantic. In: Journal of Geophysical Research . 2007, Vol. 112, C11006, doi : 10.1029/2006JC003941 .
  51. HelmuthThomas, AE Friederike Prowe, Steven van Heuven ua: Rapid decline of the CO 2 buffering capacity in the North Sea and implications for the North Atlantic Ocean. In: Global Biogeochemical Cycles. Vol. 21, 2007, GB4001, doi : 10.1029/2006GB002825 .
  52. Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret: Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . 17. Oktober 2019, ISSN 0027-8424 , S.   201905989 , doi : 10.1073/pnas.1905989116 , PMID 31636204 ( Online [abgerufen am 22. Oktober 2019]).
  53. Damian Carrington: Ocean acidification can cause mass extinctions, fossils reveal . In: The Guardian . 21. Oktober 2019, ISSN 0261-3077 ( Online [abgerufen am 22. Oktober 2019]).
  54. DJ Beerling, RA Berner: Biogeochemical constraints on the Triassic-Jurassic boundary carbon cycle event: TR-J BOUNDARY C-CYCLE DYNAMICS . In: Global Biogeochemical Cycles . Band   16 , Nr.   3 , September 2002, S.   10–1–10–13 , doi : 10.1029/2001GB001637 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  55. David PG Bond, Paul B. Wignall: Large igneous provinces and mass extinctions: An update . In: Volcanism, Impacts, and Mass Extinctions: Causes and Effects . Geological Society of America, 2014, ISBN 978-0-8137-2505-5 , doi : 10.1130/2014.2505(02) ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  56. Hallam, A. & Wignall, PB: Mass extinctions and their aftermath . Oxford University Press, Oxford [England] 1997, ISBN 0-19-854917-2 .
  57. a b c Michael Hautmann: Effect of end-Triassic CO 2 -maximum on carbonate sedimentation and marine mass extinction . In: Facies . Band   50 , Nr.   2 , September 2004, ISSN 0172-9179 , doi : 10.1007/s10347-004-0020-y ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  58. a b Michael Hautmann, Michael J. Benton, Adam Tomašových: Catastrophic ocean acidification at the Triassic-Jurassic boundary . In: Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen . Band   249 , Nr.   1 , 1. Juli 2008, S.   119–127 , doi : 10.1127/0077-7749/2008/0249-0119 ( ingenta.com [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  59. Sarah E. Greene, Rowan C. Martindale, Kathleen A. Ritterbush, David J. Bottjer, Frank A. Corsetti: Recognising ocean acidification in deep time: An evaluation of the evidence for acidification across the Triassic-Jurassic boundary . In: Earth-Science Reviews . Band   113 , Nr.   1-2 , Juni 2012, S.   72–93 , doi : 10.1016/j.earscirev.2012.03.009 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  60. TJ Blackburn, PE Olsen, SA Bowring, NM McLean, DV Kent: Zircon U-Pb Geochronology Links the End-Triassic Extinction with the Central Atlantic Magmatic Province . In: Science . Band   340 , Nr.   6135 , 24. Mai 2013, ISSN 0036-8075 , S.   941–945 , doi : 10.1126/science.1234204 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  61. Sofie Lindström, Bas van de Schootbrugge, Katrine H. Hansen, Gunver K. Pedersen, Peter Alsen: A new correlation of Triassic–Jurassic boundary successions in NW Europe, Nevada and Peru, and the Central Atlantic Magmatic Province: A time-line for the end-Triassic mass extinction . In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology . Band   478 , Juli 2017, S.   80–102 , doi : 10.1016/j.palaeo.2016.12.025 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  62. Michael Hautmann: Extinction: End-Triassic Mass Extinction . In: eLS . John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 2012, ISBN 978-0-470-01617-6 , S.   a0001655.pub3 , doi : 10.1002/9780470015902.a0001655.pub3 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  63. JL Payne, DJ Lehrmann, D. Follett, M. Seibel, LR Kump: Erosional truncation of uppermost Permian shallow-marine carbonates and implications for Permian-Triassic boundary events . In: Geological Society of America Bulletin . Band   119 , Nr.   7-8 , 1. Juli 2007, ISSN 0016-7606 , S.   771–784 , doi : 10.1130/B26091.1 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  64. MO Clarkson, SA Kasemann, RA Wood, TM Lenton, SJ Daines: Ocean acidification and the Permo-Triassic mass extinction . In: Science . Band   348 , Nr.   6231 , 10. April 2015, ISSN 0036-8075 , S.   229–232 , doi : 10.1126/science.aaa0193 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  65. Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret: Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Band   116 , Nr.   45 , 5. November 2019, ISSN 0027-8424 , S.   22500–22504 , doi : 10.1073/pnas.1905989116 , PMID 31636204 , PMC 6842625 (freier Volltext) – ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).