Hiilidioksidi on yleinen ilmakehässä esiintyvä kaasu. Normaalisti maapallon hiilenkierto ylläpitää hiilen luonnollista tasapainoa ilmakehässä, maalla ja meressä "planeetan hengityksen" avulla. Ihmisen toiminta, kuten fossiilisten polttoaineiden päästöt, rikkoo kuitenkin hiilenkierron tasapainoa, mikä aiheuttaa ilmastonmuutosta, kuten kasvihuoneilmiön lisääntymistä ja valtamerten happamoitumista.
Jotta valtamerten happamoitumisen seurauksia voisi ymmärtää, on ensin kerrattava hiilen kiertokulku. Kirjoitin siitä täällä1.
Kasvihuoneilmiö mahdollistaa elämän maapallolla sitomalla lämpöä ilmakehään ja lämmittämällä planeettaa. Näytin, miten se toimii täällä1. Sen tärkeydestä huolimatta hiilidioksidin lisääntyminen on kuitenkin tehnyt siitä ongelman.
Kaikki ylimääräinen hiilidioksidi ei kuitenkaan jää ilmakehään. Tutkijat arvioivat, että valtameret imevät kolmanneksen kaikesta ihmisen toiminnan tuottamasta hiilidioksidista. Meren poistama hiilidioksidi ilmakehästä auttaa viivästyttämään ilmastonmuutoksen laajuutta. Tällä hyödyllä on kuitenkin ollut hintansa.
Hiilidioksidi ja valtameren kemia
Kun CO2 on liuennut meriveteen, se reagoi veden (H2O) kanssa muodostaen hiilihappoa: H2CO3: CO2 + H2O ↔ H2CO3. Hiilihappo liukenee nopeasti muodostaen H+ -ioneja (happo) ja bikarbonaattia, HCO3- (emäs). Merivesi on luonnostaan kyllästetty toisella emäksellä, karbonaatti-ionilla (CO3-2), joka toimii happamuudensäätöaineen tavoin neutraloimalla H+ -yhdisteen, jolloin muodostuu lisää bikarbonaattia. Nettoreaktio näyttää seuraavalta: CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-
Hiilidioksidin imeytyminen muuttaa perusteellisesti valtamerten kemiaa käynnistämällä reaktioita, jotka tekevät merivedestä happamampaa, ja tätä ilmiötä kutsutaan valtamerten happamoitumiseksi. Itse asiassa merestä on tullut lähes 30 prosenttia happamampi kuin se oli teollisen aikakauden alussa. Kyseessä on suurempi ja nopeampi muutos kuin fossiilirekisterissä on nähty ainakin 800 000 vuotta sitten, ennen kuin selkärankaiset ja kasvit ilmestyivät fossiilirekisteriin.
Miten valtamerten happamoituminen vaikuttaa meren eliöihin, kuten kaloihin, koralleihin ja äyriäisiin?
Vetyionien pitoisuuden kasvaessa vedestä tulee happamampaa. Lisäksi karbonaatti-ionien määrä vähenee.
Osa ylimääräisistä vetyioneista reagoi karbonaatti-ionien kanssa muodostaen lisää bikarbonaattia. Kun karbonaatin määrä vähenee, näillä organismeilla, kuten koralleilla ja simpukoilla, on vaikeuksia rakentaa ja ylläpitää kuoriaan ja luurankoaan. Lisääntynyt happamuus voi jopa aiheuttaa joidenkin karbonaattikuorien ja -runkojen liukenemisen. Vetyionit reagoivat kiinteän kalsiumkarbonaatin kanssa ja muuttavat sen liukoiseksi bikarbonaatiksi ja kalsiumioneiksi.
Planktonin muodostavien pikkuruisten kasvien ja eläinten seassa elää pieni merisiika, jota kutsutaan pteropodiksi. Pienestä koostaan huolimatta pteropodit ovat tärkeä ravinnonlähde monille lajeille, kuten kaloille, hylkeille ja valaille. Pteropodeilla on kuitenkin herkät kalsiumkarbonaattikuoret, jotka ovat alttiita meren happamoitumiselle. Kokeissa pteropodien kuoret asetettiin meriveteen, jonka pH-arvo (happamuus) vastaa eteläisen valtameren ennustettua happamuutta vuoteen 2100 mennessä. 48 tunnin kuluessa pteropodien kuoret alkoivat liueta.
Tutkimuksen visualisointi
Visuaaliset resurssit, kuten infografiikat ja videot, ovat tehokas tapa välittää tietoa tieteestä. Loin kaikki nämä infografiikat Mind the graph -ohjelmalla, joka on verkkoalusta, jonka avulla tutkijat voivat luoda huomiota herättävää materiaalia.
Tilaa uutiskirjeemme
Eksklusiivista korkealaatuista sisältöä tehokkaasta visuaalisesta
tiedeviestintä.
Finnish 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak