Blå fläckar indikerar delar av havet som är surare än de gula och röda områdena. Stjärnor visar korallrev, som kan tappa sina skelett i surare vatten. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
Varje dag absorberar havet cirka 22 miljoner ton koldioxid. Det är ungefär vikten av 15 miljoner hybridbilar. Precis som du inte kan se koldioxiden som kommer ut ur din egen kropp varje gång du andas ut, kan du inte se gasen när den löses upp i haven.
Rymden ärn inte ett problem. När allt kommer omkring täcker haven 72 procent av planeten. Ändå finns det ett problem under vågorna. Koldioxid i luften hjälper till att isolera vår planet och hålla den varm. Men det kan bli för mycket av det goda: Under de senaste 200 åren har människor tillfört mycket extra koldioxid till atmosfären genom att bränna fossila bränslen som kol, olja och gas för att producera energi. Tvåhundra år av extra koldioxid i atmosfären har fyllt upp vår koldioxidfilt. Nu stiger medeltemperaturerna runt om i världen. Forskare kallar detta för global uppvärmning.
Men effekterna av denna globala uppvärmning går utöver luften och landa. Mycket av den koldioxid som släpps ut i jordens atmosfär hamnar i haven. Av var 10:e ton av gasen som tillförs atmosfären hamnar två eller tre i vattnet. De växande mängderna koldioxid som mänskliga aktiviteter tillför luften har börjat förändra havens kemi. Det gör dem surare. Denna process kallas havsförsurning
.
Syror inkluderar vätskor som vinäger och citronsaft som smakar surt. Dessa material reagerar med baser – ämnen, som ammoniak eller bakpulver, som känns hala – för att bilda salter. Vatten är neutralt, vilket betyder att det varken är en syra eller en bas. Forskare mäter surhet med hjälp av pH-skalan; syror har ett pH mellan 0 och 7, och baser mellan 7 och 14. (Neutralt vatten har ett pH på 7,0.)
Havsvatten är något basiskt, med ett pH på cirka 8,1. Men den siffran håller på att förändras. När mängden koldioxid i havsvattnet stiger, sjunker pH i havsvattnet. Och det betyder att det blir surare.
Det händer nu, och det går snabbt. Till år 2100, om vi fortsätter att tillföra samma mängd koldioxid i atmosfären som vi tillför nu, kommer haven att vara mer än dubbelt så sura som de var före den industriella revolutionen. Den industriella revolutionen började för mer än 200 år sedan. (Den perioden beskriver den snabba tillväxten av industrin på norra halvklotet.)
Koldioxid är en gas. Så dess molekyler är utspridda och kan flöda fritt inom ett utrymme. Men när de kommer ut i havet bryts molekylerna isär. Nu går deras delar samman med andra molekyler i vattnet för att bilda nya molekyler. Dessa koldioxidmolekyler kan bli en del av nya gaser, vätskor eller fasta ämnen.
Det är svårt att föreställa sig att sådana en liten molekyl som koldioxid har potential att drastiskt förändra havet, säger Peter Neill. Han leder World Ocean Observatory i Boothbay Harbor, Maine. Molekyl för molekyl, effekten av extra koldioxid är ofarlig. Men på den stora skalan som äger rum idag är effekten betydande och förändras snabbt.
“Vi gör det Jag tänker inte så mycket på det, säger Neill, men kan vara en av de viktigaste aspekterna av vad som händer [with climate change]. Och det kan vara den som håller längst.”
Havsfjärilens skal
Havsfjärilar är en typ av pteropod som lever i kalla, arktiska vatten. De utgör det mesta av kosten för ung rosa lax. Havsförsurning kan hindra dessa varelsers förmåga att bygga skyddande skal. NOAA
Du kommer förmodligen inte att märka förändringar i vattnets kemi med en tur till stranden och ett dopp i havet – även med din snorkelmask. Men havsfjärilar kommer att göra det. De är små (knappt 1 centimeter långa), konstiga organismer. De kan leva i några av de kallaste vattnen på jorden, nära nordpolen och utanför Antarktis kust. Forskare misstänker att när haven blir surare kommer havsfjärilar att förändras.
Trots deras namn, havsfjärilar flyg inte alls: De är silvriga, simmande sniglar som flaxar breda, vingliknande förlängningar av fötterna för att inte sjunka.
Dessa sniglar bygger sina skyddande skal av ett mineral som kallas kalciumkarbonat. Bitar av kalciumkarbonat tenderar att flyta fritt i havet, som laddade molekyler som kallas karbonatjoner. Men när koldioxid löses upp i havet startar det en kemisk reaktion. Koldioxid- och vattenmolekylerna kombineras med kalciumkarbonatmolekyler. Detta producerar molekyler som kallas bikarbonater.
Även om bikarbonat låter som karbonat
, det är värdelöst för djur som havsfjärilar. De kan inte bygga skal av bikarbonater. Och den kemiska reaktionen tar isär kalciumkarbonatmolekylerna som djuren kan ha använt. Samtidigt orsakar större mängder koldioxid reaktioner som omvandlar allt mer karbonater till bikarbonater.
Som en oförskämd festgäst som slukar dina favoritsnacks, kommer koldioxid ut i havet och tar bort karbonaterna.
När havsfjärilar och andra djur tar kalciumkarbonat från vattnet och förvandlar det till material för sina skal, kallas processen förkalkning. Skalen som du kan hitta på stranden byggdes av djur som brukade leva i dem. Och de flesta av dessa skal är gjorda av kalciumkarbonat.
Utan karbonater kan sniglar inte bygga sina skal . Utan skal, hejdå sniglar. Koldioxid gör inte bara haven surare, den minskar också tillgången på karbonater.
“Organismer som calcify kommer att ha mer och mer problem med att förkalka”, säger Jorge Sarmiento, som studerar havsförändringar vid Princeton University. “Det kommer att förändra saker och ting i havet.”
I ett nyligen experimenterat ett team av forskare från Frankrike och Monaco jämförde skalen från två grupper av havsfjärilar. En grupp levde i normalt havsvatten. Den andra gruppen levde i havsvatten med extra mycket koldioxid. Efter fem dagar var havsfjärilar som levde i normalt vatten bättre på att bygga sina skal än havsfjärilarna som levde i det försurade vattnet. Forskare förutspår att om 100 år kommer haven att ha ungefär samma mängd koldioxid som det försurade vattnet i experimentet gjorde. Det betyder att havsfjärilar kan få problem under nästa århundrade.
Karbonatproblemet kan sträcka sig långt bortom kylan hav: Små skaldjur som havsfjärilar är längst ner i näringskedjan, vilket innebär att andra djur äter dessa varelser för att leva. Dessa djur ger i sin tur mat åt andra djur, vilket innebär att havsfjärilens karbonatproblem potentiellt kan påverka livet för mycket större djur.
När koldioxid löses i havsvatten börjar en process som använder upp karbonatmolekyler. Så mer koldioxid betyder mindre karbonater för skalbyggnad av simsnäckor och andra varelser. NOAA
Forskare försöker fortfarande förstå hur karbonat förändringar kommer att påverka olika arter. Alla arter kommer inte att reagera likadant: 2008 visade studier att havets försurning till och med kan öka förkalkningshastigheten hos vissa djur.
Den stora frågan för organismer som havsfjärilar, säger Sarmiento, är: “Vad händer när du går till lägre och lägre karbonatjonkoncentrationer? Dör de ut eller förändras de?”
Dubbel dos besvär för korall
Det är en fråga som också ställs om koraller, som vanligtvis bildar rev i varma, grunda vatten nära ekvatorn. Ungefär en procent av havsbotten är täckt av korallrev.
Föreställ dig havet som ett gigantiskt schackbräde. Alla korallreven tillsammans skulle inte ockupera en kvadrat. Det kanske inte verkar så mycket förrän du vet att 25 procent av allt liv i havet beror på korallrev. Koraller växer och växer och växer: Korallrev kan vara hundratals år gamla eller äldre. Färgglada fiskar, taggiga anemoner och skygga bläckfiskar lever på korallrev — liksom miljontals andra arter.
Korall Rev breder ut sig över havsbotten som mångfärgade skogar, de flesta med skelett gjorda av kalciumkarbonat – liknande skalen på havsfjärilarna. Och precis som för havsfjärilar innebär karbonatbristen som kommer med havsförsurningen problem för korallreven.
Trots sin skönhet och sina skelett är korallreven inte oövervinnliga. 2007 odlade forskare två typer av koraller i försurat vatten och såg på egen hand vad som kunde hända med koraller i framtiden. Efter 12 månader hade korallskeletten helt löst sig i det modifierade vattnet.
Allt var inte förlorat: korall hade lämnat efter sig de små knopparna som finns vid basen av skelettet. När forskarna lämnade tillbaka den skadade korallen till normalt havsvatten växte skelettet tillbaka. Detta experiment visar att surt vatten skadar korallreven, men att koraller kan överleva och växa igen om förhållandena förbättras.
En boj som t.ex denna kan bära utrustning för att direkt mäta pH i havsvatten.NOAA
Klimatförändringen ökar också havens medeltemperatur, vilket utgör ytterligare ett problem för koraller. I varmare vatten är koraller mer benägna att utveckla infektionssjukdomar. Under de senaste 20 eller 30 åren, eftersom haven har värmts upp, har koraller blivit sjukare och oftare.
För koraller ger mer koldioxid ett dubbelt slag: Varmare temperaturer orsakar sjukdomar och havets försurning skadar korallskelett. Dessutom betyder mer koldioxid färre karbonater ― vilket betyder att koraller kommer att ha problem med att bygga skelett.
När en korallrevet dör, dess invånare måste hitta nya ställen att äta och bo på. Problemet sträcker sig bortom undervattensvärlden. Miljontals människor är beroende av korallrev för sin försörjning – för mat, arbete eller turism, till exempel. Försvinnandet av korallreven skulle inte bara leda till att många fiskar försvann. Det skulle förändra livsstilen för människor runt om i världen.
Dags för en U-sväng
Experiment på korallrev och havsfjärilar tipsar om vad framtiden kan hända om mer koldioxid hamnar i hav. Andra experiment tyder på att andra arter också kan lida: I surare vatten har sjöborrar problem med att fortplanta sig och är mer benägna att utveckla sjukdomar; bläckfiskar och krabbor har svårt att andas.
William Cheung, som arbetar vid University of East Anglia i England, säger att vi kan förvänta oss att se fisken bli mindre också. Han och hans kollegor byggde en datormodell för att förutsäga hur 5 000 fiskarter kan förändras när världen blir varmare och haven blir surare. Modellen förutspådde att mer än 3 800 av dessa arter inte kommer att växa sig lika stora i varmare, surare hav. Denna förändring kan ske eftersom fisken måste använda energi för att bli av med surt vatten, snarare än att växa.
Problemen kan löpa hela vägen upp i näringskedjan: Minska menyn för ett djur, och du har minskat menyn för andra eh djur också (färre havsfjärilar innebär svåra tider för de djur som äter havsfjärilar). Neill påpekar dock att havsförsurningen kan vändas. Reaktionerna som kopplar koldioxid till en reduktion av karbonater kan stoppas. Om mindre koldioxid kommer ut i vattnet kommer havet att sluta bli surare och kalciumkarbonat kommer att lämnas tillgängligt för de organismer som använder det för att bygga skal.
Om människor minskar mängden koldioxid de stoppar i luften, kommer mindre att hamna i havet. IPCC säger att för att undvika större förstörelse av världshaven måste människor senast 2050 halvera koldioxidutsläppen. (IPCC är den internationella panelen för klimatförändringar. Den inrättades av FN och samlar den senaste vetenskapen för att försöka avgöra hur klimatförändringarna kan påverka oss).
Naturligtvis är det ingen lätt uppgift att halvera utsläppen. Neill säger att han tror att det är möjligt att undvika katastrofer i havet, men bara om människor börjar tänka på sig själva som en del av ett större system som inkluderar havet. “Om en av oss [reduces our carbon-dioxide emissions], gör det inte så stor skillnad. Om 1 000 av oss gör det är det fortfarande inte så stor skillnad”, säger han. “Men om en miljon av oss gör det, om vi efterliknar det naturliga sättet, är det så systemen är designade för att fungera som levande organismer. Det är vad gemenskap är.”
Leave a Reply