Oceaanverzuring verwijst naar het proces waarbij de oceanen van onze planeet zuurder worden als gevolg van de wereldwijde toename van kooldioxide-emissies.
Sinds de industriële revolutie schatten experts dat de oceanen van de aarde meer dan een kwart van de atmosferische koolstofdioxide (CO2) hebben geabsorbeerd die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Eenmaal in de oceaan ondergaat het opgeloste koolstofdioxide een reeks chemische reacties die de concentratie van waterstofionen verhogen terwijl de pH van de oceaan en de carbonaatmineralen worden verlaagd - een proces dat oceaanverzuring wordt genoemd.
Studies hebben aangetoond dat verzuring van de oceaan dramatische gevolgen kan hebben voor het zeeleven en gemeenschappen waarvan het levensonderhoud afhankelijk is van de hulpbronnen van onze oceaan.
Wat veroorzaakt oceaanverzuring?
Wanneer kooldioxide uit de atmosfeer wordt opgelost in zeewater, vormt het koolzuur en komen waterstofionen vrij. De zuurgraad of alkaliteit wordt bepaald door het aantal waterstofionen (H +) opgelost in water en wordt gemeten door de pH-schaal. Deze waterstofionen binden zich met beschikbare carbonaationen (CO3-) om bicarbonaat (HCO3-) te vormen, waardoor het beschikbare carbonaat in de oceanen wordt uitgeput. Dat is een groot probleem, omdat minder carbonaat in de oceanen het voor verkalkende wezens zoals koralen, venusschelpen, zee-egels of plankton moeilijker maakt om hun calciumcarbonaat (CaCO3) -schelpen of skeletten te vormen.
"Op dit moment laten we ongeveer 10 miljard ton koolstof per jaar vrij in de atmosfeer en ongeveer twee en een half miljard ton daarvan gaat de oceaan in", vertelde Scott Doney, een professor in milieuwetenschappen aan de Universiteit van Virginia, aan Live Wetenschap.
Sinds de industrialisatie meer dan 200 jaar geleden begon, is de pH van het oppervlaktewater van de oceanen met 0,1 eenheden gedaald. Dit lijkt misschien niet veel, maar de pH is logaritmisch, wat betekent dat elke eenheid een vertienvoudiging van de zuurgraad vertegenwoordigt. Die 0,1 vertegenwoordigt ruwweg een toename van de zuurgraad met 30%. Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change zal de pH tegen het einde van de eeuw met 0,4 eenheden dalen als de wereldwijde emissies doorgaan met een "business as usual" -aanpak.
Onderzoekers hebben zelfs ontdekt dat onze oceanen de afgelopen 300 miljoen jaar sneller dan ooit zuur worden - een periode die vier massa-extincties omvat.
'Al in de jaren vijftig waren mensen bang dat de oceaan al deze koolstof zou opnemen', zei Doney. "We wisten dat dit de chemie van zeewater zou veranderen, maar we wisten pas eind jaren '90 hoe gevoelig organismen waren voor verzuring van de oceaan."
Wat verzuring van de oceaan doet voor koraal en ander zeeleven
Helaas vormen veel van de organismen die het gevoeligst zijn voor verzuring van de oceaan de basis van het ecologische voedselweb in oceaanomgevingen. Het bedreigen van deze soorten brengt nog meer zeedieren in gevaar, en op hun beurt de gemeenschappen die afhankelijk zijn van de eens zo overvloedige hulpbronnen van de oceaan. Dieren zoals koralen, die al worden bedreigd door stijgende oceaantemperaturen, lopen vooral risico door verzuring van de oceaan. Studies hebben aangetoond dat toenemende verzuring van de oceaan een negatieve invloed heeft op het vermogen van veel koraalsoorten om hun calciumskeletten te laten groeien.
Aan de andere kant hebben onderzoeken aangetoond dat kleine, verkalkende fytoplankton, coccolithoforen genaamd, tijdelijk profiteren van het veranderende klimaat. Deze eencellige plantachtige beestjes leven in overvloed in de bovenste lagen van de oceanen van de aarde en absorberen zonlicht en koolstofdioxide door fotosynthese. Coccolithoforen staan bekend om de mooie en ingewikkelde microscopische pantserplaten die ze vormen van calciumcarbonaat, de zogenaamde coccolieten. De kleine algen zijn de belangrijkste verkalkers van onze oceanen en leveren een belangrijke bijdrage aan de koolstofcyclus van de aarde. Wanneer coccolithoforen afsterven, zinken hun calcietschillen naar de zeebodem, waarbij koolstof wordt afgezet.
"In de afgelopen decennia heeft de toename van kooldioxide differentieel de voorkeur gegeven aan coccolithoforen omdat hun fotosynthesesysteem nog niet verzadigd was en die extra energie werd vertaald in hogere groeisnelheden", zegt Sara Rivero-Calle, een onderzoeker bij het Centrum voor Marine Science aan de Universiteit van North Carolina, Wilmington. "Maar zodra het kooldioxidegehalte een bepaalde drempel bereikt, zullen hun groeisnelheden niet meer stijgen omdat ze meer energie zullen moeten afgeven aan verkalking in plaats van groei en deling. In die zin verschillen coccolithoforen niet veel van andere verkalkers - de lage pH geassocieerd met verzuring van de oceaan zal het uiteindelijk voor hen moeilijker maken om te verkalken. "
Hoe beïnvloedt oceaanverzuring de mens?
'Koralen zijn wat we een basissoort noemen omdat ze de leefomgeving genereren waarin andere organismen leven. Als de koralen verschuiven of veranderen, heeft dat gevolgen voor iedereen', zei Doney. En dat geldt ook voor mensen.
"Koralen zijn bijzonder belangrijk voor de ontwikkelingslanden. Veel kleine kust- en eilandstaten vertrouwen op koraalriffen voor hun voedselvoorziening en de inkomsten die ze genereren door recreatie en toerisme", zei hij. "De aanwezigheid van koralen beschermt hun kusten ook tegen stormen en golven, dus als deze riffen beginnen te eroderen, neemt die bescherming af."
De effecten van verzuring van de oceaan zijn niet gelijk. Sommige regio's en organismen zullen in grotere mate en sneller worden getroffen dan andere. Veel kustwateren ervaren al de negatieve effecten van verzuring van de oceaan. Rivieren kunnen vervuilde en zuurdere wateren naar de kust brengen, wat extra stress toevoegt. Oceaanopwelling, waarbij stromingen kouder water met hogere concentraties kooldioxide uit de diepten van de oceaan naar de oppervlakte brengen, vergroot ook de effecten van oceaanverzuring in kustwateren.
De Pacific Northwest en de noordoostelijke Atlantische kusten van de Verenigde Staten lopen een bijzonder risico, zei Doney. Deze regio's hebben een schaal- en schelpdierindustrie van miljoenen dollars die uit de eerste hand de effecten van lokale verzuring waarnemen. Oesterboerderijen in de Pacific Northwest kenden grote productiefouten nadat miljarden oesterlarven waren opgelost door verzuring van de oceaan. De visserij op wilde zalm in het gebied kan ook in gevaar zijn, omdat bekend is dat de schelpen van kleine zeeslakken, pteropoden genaamd (een belangrijke voedselbron voor jonge zalm), oplossen onder zure omstandigheden.
Of u nu een microscopisch fytoplankton van de zee of een landminnend mens bent, het is zeer waarschijnlijk dat verzuring van de oceaan op lange termijn uw leven zal beïnvloeden. Het slechte nieuws is dat onze oceanen steeds zuurder zullen worden naarmate de wereldwijde uitstoot van kooldioxide voortduurt.
"Ons beste voorbeeld is als we onze koolstofemissies stabiliseren. Op dit moment zitten we op ongeveer 410 delen per miljoen koolstofdioxide in onze atmosfeer," zei Doney - een niveau waarmee de verzuring van de oceaan uiteindelijk zou kunnen stabiliseren. "Het ergste geval is dat we de CO2-uitstoot niet vertragen en de verzuring blijft groeien", zei hij. 'Er zal een drempel zijn die ecosystemen zullen bereiken waar ze niet meer kunnen bijhouden.'
