Dwutlenek węgla jest gazem powszechnie występującym w atmosferze. W normalnych warunkach ziemski cykl węglowy utrzymuje naturalną równowagę węgla w atmosferze, lądzie i oceanie poprzez "oddychanie planety". Jednak działania człowieka, takie jak emisja paliw kopalnych, naruszają równowagę cyklu węglowego, powodując zmiany klimatu, zwiększając efekt cieplarniany i zakwaszenie oceanów.
Tak więc, aby zrozumieć konsekwencje zakwaszenia oceanów, należy najpierw podsumować cykl węglowy. Pisałem o tym tutaj1.
Efekt cieplarniany umożliwia życie na Ziemi poprzez zatrzymywanie ciepła w atmosferze, ogrzewając planetę. Pokazałem, jak to działa tutaj1. Jednak pomimo jego znaczenia, rosnąca ilość dwutlenku węgla sprawiła, że stało się to problemem.
Jednak nie cały nadmiar dwutlenku węgla pozostaje w atmosferze. Naukowcy szacują, że oceany pochłonęły jedną trzecią całego dwutlenku węgla wytworzonego w wyniku działalności człowieka. Usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery przez ocean pomaga opóźnić zakres zmian klimatycznych. Korzyści te mają jednak swoją cenę.
Dwutlenek węgla i chemia oceanu
Po rozpuszczeniu w wodzie morskiej CO2 reaguje z wodą (H2O), tworząc kwas węglowy: H2CO3: CO2 + H2O ↔ H2CO3. Kwas węglowy szybko rozpuszcza się, tworząc jony H+ (kwas) i wodorowęglan, HCO3- (zasada). Woda morska jest naturalnie nasycona inną zasadą, jonem węglanowym (CO3-2), który działa jak środek zobojętniający kwas, neutralizując H+, tworząc więcej wodorowęglanu. Reakcja netto wygląda następująco: CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-
Pochłanianie dwutlenku węgla zasadniczo zmienia skład chemiczny oceanu, wyzwalając reakcje, które sprawiają, że woda morska staje się bardziej kwaśna, co jest zjawiskiem zwanym zakwaszeniem oceanów. W rzeczywistości ocean stał się o prawie 30 procent bardziej kwaśny niż na początku ery przemysłowej. Jest to zmiana większa i szybsza niż obserwowana w zapisie kopalnym sięgającym co najmniej 800 000 lat wstecz, przed pojawieniem się kręgowców i roślin w zapisie kopalnym.
Jak zakwaszenie oceanów wpłynie na życie morskie, takie jak ryby, koralowce i skorupiaki?
Wraz ze wzrostem stężenia jonów wodorowych woda staje się bardziej kwaśna. Poza tym jony węglanowe stają się mniej obfite.
Niektóre z dodatkowych jonów wodorowych reagują z jonami węglanowymi, tworząc więcej wodorowęglanu. W miarę zmniejszania się ilości węglanów, organizmy te, takie jak koralowce i małże, mają większe trudności z budową i utrzymaniem swoich muszli i szkieletów. Zwiększona kwasowość może nawet powodować rozpuszczanie się niektórych węglanowych muszli i szkieletów. Jony wodoru reagują ze stałym węglanem wapnia i przekształcają go w rozpuszczalny wodorowęglan i jony wapnia.
Wśród mieszanki maleńkich roślin i zwierząt tworzących plankton żyje maleńki ślimak morski zwany pteropodem. Pomimo niewielkich rozmiarów, pteropody są ważnym źródłem pożywienia dla wielu gatunków, w tym ryb, fok i wielorybów. Pteropody mają jednak delikatne muszle z węglanu wapnia, które są wrażliwe na zakwaszenie oceanów. W serii eksperymentów muszle pteropodów umieszczono w wodzie morskiej o pH (kwasowości) przewidywanym dla Oceanu Południowego do 2100 roku. W ciągu 48 godzin muszle pteropodów zaczęły się rozpuszczać.
Wizualizacja badań
Zasoby wizualne, takie jak infografiki i filmy wideo, to skuteczny sposób przekazywania wiedzy naukowej. Stworzyłem wszystkie te infografiki za pomocą Mind the graph, platformy internetowej, która pozwala naukowcom tworzyć przyciągające wzrok materiały.
Zapisz się do naszego newslettera
Ekskluzywne, wysokiej jakości treści na temat skutecznych efektów wizualnych
komunikacja w nauce.
Polish 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak