La acidificación de los océanos significa que el valor promedio del pH del agua de mar disminuye con el tiempo. [1]
La acidificación de los océanos es la disminución continua del pH de los océanos de la Tierra . Entre 1950 y 2020, el pH medio de la superficie del océano descendió de aproximadamente 8,15 a 8,05. [2] Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de las actividades humanas son la principal causa de la acidificación de los océanos, con niveles de dióxido de carbono (CO 2 ) atmosférico superiores a 422 ppm (a fecha de 2024 [actualizar]). [3] El CO 2 de la atmósfera es absorbido por los océanos. Esta reacción química produce ácido carbónico ( H 2 CO 3 ) que se disocia en un ion bicarbonato ( HCO−3) y un ion hidrógeno ( H + ). La presencia de iones hidrógeno libres ( H + ) reduce el pH del océano, aumentando la acidez (esto no significa que el agua de mar sea ácida todavía; sigue siendo alcalina , con un pH superior a 8). Los organismos marinos calcificantes , como los moluscos y los corales , son especialmente vulnerables porque dependen del carbonato de calcio para construir conchas y esqueletos. [4]
Un cambio de 0,1 en el pH representa un aumento del 26% en la concentración de iones de hidrógeno en los océanos del mundo (la escala de pH es logarítmica, por lo que un cambio de uno en las unidades de pH equivale a un cambio de diez veces en la concentración de iones de hidrógeno). El pH de la superficie del mar y los estados de saturación de carbonatos varían según la profundidad y la ubicación del océano. Las aguas más frías y de latitudes más altas son capaces de absorber más CO 2 . Esto puede hacer que la acidez aumente, reduciendo el pH y los niveles de saturación de carbonatos en estas áreas. Hay varios otros factores que influyen en el intercambio de CO 2 entre la atmósfera y el océano y, por lo tanto, en la acidificación local de los océanos. Estos incluyen las corrientes oceánicas y las zonas de surgencia , la proximidad a grandes ríos continentales, la cobertura de hielo marino y el intercambio atmosférico con nitrógeno y azufre provenientes de la quema de combustibles fósiles y la agricultura . [5] [6] [7]
Un pH oceánico más bajo tiene una serie de efectos potencialmente nocivos para los organismos marinos . Los científicos han observado, por ejemplo, una reducción de la calcificación, una disminución de la respuesta inmunitaria y una reducción de la energía para funciones básicas como la reproducción. [8] La acidificación de los océanos puede afectar a los ecosistemas marinos que proporcionan alimentos y medios de vida a muchas personas. Alrededor de mil millones de personas dependen total o parcialmente de la pesca, el turismo y los servicios de gestión costera que proporcionan los arrecifes de coral . Por lo tanto, la acidificación continua de los océanos puede amenazar las cadenas alimentarias vinculadas a los océanos. [9] [10]
La acidificación de los océanos ya ha ocurrido antes en la historia geológica de la Tierra. [14] El colapso ecológico resultante en los océanos tuvo efectos duraderos en el ciclo global del carbono y el clima .
Causa
Distribución espacial del pH de la superficie oceánica global (Panel a: el pH de la superficie oceánica promediado anualmente es aproximado para el año 1770; Panel b: la diferencia entre el pH en 2000 y 1770 en la superficie oceánica global). [5]Este diagrama del ciclo rápido del carbono muestra el movimiento del carbono entre la tierra, la atmósfera y los océanos. Los números amarillos son flujos naturales y los rojos son contribuciones humanas en gigatoneladas de carbono por año. Los números blancos indican carbono almacenado. [15]Vídeo que resume los efectos de la acidificación de los océanos. Fuente: Laboratorio de visualización ambiental de la NOAA .
Los niveles actuales (2021) de dióxido de carbono (CO 2 ) atmosférico de alrededor de 415 ppm son alrededor de un 50% más altos que las concentraciones preindustriales. [16] Los elevados niveles actuales y las rápidas tasas de crecimiento no tienen precedentes en los últimos 55 millones de años del registro geológico. Las fuentes de este exceso de CO 2 están claramente establecidas como impulsadas por el hombre: incluyen combustibles fósiles antropogénicos, emisiones industriales y uso/cambio de la tierra. Una fuente de esto son los combustibles fósiles, que se queman para obtener energía. Cuando se queman, el CO 2 se libera a la atmósfera como subproducto de la combustión, lo que contribuye significativamente al aumento de los niveles de CO 2 en la atmósfera de la Tierra. [17] El océano actúa como un sumidero de carbono para el CO 2 antropogénico y absorbe aproximadamente una cuarta parte de las emisiones antropogénicas totales de CO 2 . [18] Sin embargo, el CO2 adicional en el océano produce un cambio generalizado en la química ácido-base del agua de mar hacia condiciones más ácidas, de pH más bajo y estados de saturación más bajos para los minerales de carbonato utilizados en los caparazones y esqueletos de muchos organismos marinos. [18]
El sumidero oceánico, acumulado desde 1850, retiene hasta 175 ± 35 gigatoneladas de carbono, y más de dos tercios de esta cantidad (120 GtC) han sido absorbidas por el océano global desde 1960. A lo largo del período histórico, el sumidero oceánico aumentó al ritmo del aumento exponencial de las emisiones antropogénicas. Desde 1850 hasta 2022, el océano ha absorbido el 26 % de las emisiones antropogénicas totales. [16] Las emisiones durante el período 1850-2021 ascendieron a 670 ± 65 gigatoneladas de carbono y se repartieron entre la atmósfera (41 %), el océano (26 %) y la tierra (31 %). [16]
La química del océano está cambiando debido a la absorción de dióxido de carbono antropogénico (CO 2 ). [5] [21] : 395 El pH del océano, las concentraciones de iones de carbonato ([CO 3 2− ]) y los estados de saturación mineral de carbonato de calcio (Ω) han estado disminuyendo como resultado de la absorción de aproximadamente el 30% de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono durante los últimos 270 años (desde aproximadamente 1750). Este proceso, comúnmente conocido como "acidificación del océano", está dificultando que los calcificadores marinos construyan una concha o estructura esquelética, poniendo en peligro los arrecifes de coral y los ecosistemas marinos en general. [5]
La acidificación de los océanos ha sido denominada el "gemelo malvado del calentamiento global " y "el otro problema del CO2". [ 22] [23] El aumento de las temperaturas oceánicas y la pérdida de oxígeno actúan simultáneamente con la acidificación de los océanos y constituyen el "trío mortal" de presiones del cambio climático sobre el medio ambiente marino. [24] Los impactos de esto serán más severos para los arrecifes de coral y otros organismos marinos con concha, [25] [26] así como para aquellas poblaciones que dependen de los servicios ecosistémicos que proporcionan.
Reducción del valor del pH
Disolución de CO 2En el agua de mar aumenta el ion hidrógeno ( H+ ) concentración en el océano, y por lo tanto disminuye el pH del océano, de la siguiente manera: [27]
CO 2 (acuoso) + H 2 O ⇌ H 2 CO 3 ⇌ HCO 3 − + H + ⇌ CO 3 2− + 2 H + .
En las regiones costeras y de plataforma poco profundas, una serie de factores interactúan para afectar el intercambio de CO2 entre el aire y el océano y el cambio de pH resultante. [ 28] [29] Estos incluyen procesos biológicos, como la fotosíntesis y la respiración, [30] así como el afloramiento de agua. [31] Además, el metabolismo del ecosistema en fuentes de agua dulce que llegan a las aguas costeras puede provocar cambios de pH grandes, pero locales. [28]
Los cuerpos de agua dulce también parecen estar acidificándose, aunque se trata de un fenómeno más complejo y menos obvio. [32] [33]
La absorción de CO 2 de la atmósfera no afecta la alcalinidad del océano . [34] : 2252 Esto es importante saberlo en este contexto, ya que la alcalinidad es la capacidad del agua para resistir la acidificación . [35] La mejora de la alcalinidad del océano se ha propuesto como una opción para agregar alcalinidad al océano y, por lo tanto, amortiguar los cambios de pH.
Disminución de la calcificación en organismos marinos.
Varios tipos de foraminíferos observados a través de un microscopio utilizando contraste de interferencia diferencial.Diagrama de Bjerrum : Cambio en el sistema de carbonatos del agua de mar debido a la acidificación de los océanos
Los cambios en la química del océano pueden tener amplios efectos directos e indirectos sobre los organismos y sus hábitats. Una de las repercusiones más importantes del aumento de la acidez del océano se relaciona con la producción de conchas a partir de carbonato de calcio ( CaCO 3 ). [4] Este proceso se llama calcificación y es importante para la biología y la supervivencia de una amplia gama de organismos marinos. La calcificación implica la precipitación de iones disueltos en estructuras sólidas de CaCO 3 , estructuras para muchos organismos marinos, como cocolitóforos , foraminíferos , crustáceos , moluscos , etc. Después de que se forman, estas estructuras de CaCO 3 son vulnerables a la disolución a menos que el agua de mar circundante contenga concentraciones saturantes de iones de carbonato ( CO2−3).
Muy poco del dióxido de carbono adicional que se añade al océano permanece en forma de dióxido de carbono disuelto. La mayor parte se disocia en bicarbonato adicional e iones de hidrógeno libres. El aumento de hidrógeno es mayor que el de bicarbonato, [36] lo que crea un desequilibrio en la reacción:
OHC−3⇌ CO2−3+H +
Para mantener el equilibrio químico, algunos de los iones de carbonato que ya se encuentran en el océano se combinan con algunos de los iones de hidrógeno para formar más bicarbonato. De esta manera, se reduce la concentración de iones de carbonato en el océano, lo que elimina un componente esencial para que los organismos marinos construyan conchas o se calcifiquen:
Ca2 + + CO2−3⇌ CaCO3
El aumento en las concentraciones de dióxido de carbono y bicarbonato disueltos, y la reducción del carbonato, se muestran en el gráfico de Bjerrum .
La alteración de la cadena alimentaria también es un posible efecto, ya que muchos organismos marinos dependen de organismos basados en carbonato de calcio que se encuentran en la base de la cadena alimentaria para su alimentación y hábitat. Esto puede tener efectos perjudiciales en toda la cadena alimentaria y conducir a una disminución de la disponibilidad de poblaciones de peces, lo que afectaría a los medios de vida humanos. [37]
Disminución del estado de saturación
Distribución de la profundidad de saturación de (A) aragonito y (B) calcita en los océanos globales [38]
El estado de saturación (conocido como Ω) del agua de mar para un mineral es una medida del potencial termodinámico para que el mineral se forme o se disuelva, y para el carbonato de calcio se describe mediante la siguiente ecuación:
Aquí Ω es el producto de las concentraciones (o actividades ) de los iones reaccionantes que forman el mineral (Ca 2+ y CO 3 2− ), dividido por el producto de solubilidad aparente en equilibrio (K sp ), es decir, cuando las tasas de precipitación y disolución son iguales. [39] En el agua de mar, el límite de disolución se forma como resultado de la temperatura, la presión y la profundidad, y se conoce como horizonte de saturación. [4] Por encima de este horizonte de saturación, Ω tiene un valor mayor que 1, y CaCO 3No se disuelve fácilmente. La mayoría de los organismos calcificantes viven en esas aguas. [4] Por debajo de esta profundidad, Ω tiene un valor inferior a 1 y CaCO 3se disolverá. La profundidad de compensación de carbonato es la profundidad del océano a la que la disolución de carbonato equilibra el suministro de carbonato al fondo marino, por lo tanto, el sedimento por debajo de esta profundidad estará desprovisto de carbonato de calcio. [40] El aumento de los niveles de CO 2 y el pH más bajo resultante del agua de mar disminuyen la concentración de CO 3 2− y el estado de saturación de CaCO 3por lo tanto aumenta el CaCO 3disolución.
El carbonato de calcio se presenta más comúnmente en dos polimorfos comunes (formas cristalinas): aragonito y calcita . El aragonito es mucho más soluble que la calcita, por lo que el horizonte de saturación del aragonito y la profundidad de compensación del aragonito siempre están más cerca de la superficie que el horizonte de saturación de calcita. [4] Esto también significa que aquellos organismos que producen aragonito pueden ser más vulnerables a los cambios en la acidez del océano que aquellos que producen calcita. [41] La acidificación del océano y la disminución resultante en los estados de saturación de carbonato elevan los horizontes de saturación de ambas formas más cerca de la superficie. [4] Esta disminución en el estado de saturación es uno de los principales factores que conducen a la disminución de la calcificación en los organismos marinos debido a la precipitación inorgánica de CaCO 3es directamente proporcional a su estado de saturación y los organismos calcificantes exhiben estrés en aguas con estados de saturación más bajos. [42]
Variabilidad natural y retroalimentaciones climáticas
En la actualidad, grandes cantidades de agua subsaturada en aragonito están aflorando cerca de la plataforma continental del Pacífico de América del Norte, desde Vancouver hasta el norte de California . [43] Estas plataformas continentales desempeñan un papel importante en los ecosistemas marinos, ya que la mayoría de los organismos marinos viven o se reproducen allí. Es posible que otras plataformas estén experimentando efectos similares. [43]
A profundidades de miles de metros en el océano, las capas de carbonato de calcio comienzan a disolverse a medida que el aumento de la presión y la disminución de la temperatura modifican los equilibrios químicos que controlan la precipitación de carbonato de calcio. [44] La profundidad a la que esto ocurre se conoce como profundidad de compensación de carbonato . La acidificación del océano aumentará dicha disolución y reducirá la profundidad de compensación de carbonato en escalas de tiempo de decenas a cientos de años. [44] Las zonas de hundimiento son las primeras en verse afectadas. [45]
En el Pacífico Norte y el Atlántico Norte, los estados de saturación también están disminuyendo (la profundidad de saturación se está haciendo más superficial). [21] : 396 La acidificación de los océanos está progresando en el océano abierto a medida que el CO2 se desplaza a mayor profundidad como resultado de la mezcla oceánica. En el océano abierto, esto hace que las profundidades de compensación de carbonato se vuelvan más superficiales, lo que significa que la disolución del carbonato de calcio se producirá por debajo de esas profundidades. En el Pacífico Norte, estas profundidades de saturación de carbonato están disminuyendo a un ritmo de 1 a 2 m por año. [21] : 396
Se espera que en el futuro la acidificación de los océanos conduzca a una disminución significativa del enterramiento de sedimentos carbonatados durante varios siglos, e incluso a la disolución de los sedimentos carbonatados existentes. [46]
Valores medidos y estimados
Actualidad e historia reciente
Serie temporal de CO2 atmosférico en Mauna Loa (en partes por millón de volumen, ppmv; rojo), pCO2 superficial del océano ( μatm; verde) y pH superficial del océano (azul) en la Estación Oceánica ALOHA en el Océano Pacífico Norte subtropical. [47] [48]Cambio estimado en el pH del agua de mar causado por el impacto antropogénico en el CO 2niveles entre los años 1700 y 1990, del Proyecto de Análisis de Datos Oceánicos Globales (GLODAP) y el Atlas Oceánico Mundial
Se estima que entre 1950 y 2020, el valor medio del pH de la superficie del océano ha disminuido de aproximadamente 8,15 a 8,05. [2] Esto representa un aumento de alrededor del 26% en la concentración de iones de hidrógeno en los océanos del mundo (la escala de pH es logarítmica, por lo que un cambio de una unidad de pH equivale a un cambio de diez veces en la concentración de iones de hidrógeno). [49] Por ejemplo, solo en el período de 15 años de 1995 a 2010, la acidez ha aumentado un 6 por ciento en los 100 metros superiores del Océano Pacífico desde Hawái hasta Alaska. [50]
El Sexto Informe de Evaluación del IPCC de 2021 afirmó que "los valores actuales de pH superficial no tienen precedentes en al menos 26.000 años y las tasas actuales de cambio de pH no tienen precedentes desde al menos ese momento". [51] : 76 El valor de pH del interior del océano ha disminuido en los últimos 20 a 30 años en todas partes del océano global. [51] : 76 El informe también encontró que "el pH en las aguas superficiales del océano abierto ha disminuido alrededor de 0,017 a 0,027 unidades de pH por década desde finales de la década de 1980". [52] : 716
La tasa de disminución difiere según la región. Esto se debe a interacciones complejas entre diferentes tipos de mecanismos de forzamiento: [52] : 716 "En el Pacífico tropical, sus zonas de afloramiento central y oriental exhibieron una disminución más rápida del pH de menos 0,022 a menos 0,026 unidades de pH por década". Se cree que esto se debe "al aumento de la afloración de aguas subterráneas ricas en CO2 además de la absorción antropogénica de CO2 " . [ 52] : 716 Algunas regiones exhibieron una tasa de acidificación más lenta: se ha observado una disminución del pH de menos 0,010 a menos 0,013 unidades de pH por década en piscinas cálidas en el Pacífico tropical occidental. [52] : 716
La tasa a la que se producirá la acidificación de los océanos puede estar influenciada por la tasa de calentamiento de la superficie del océano , porque las aguas cálidas no absorberán tanto CO 2 . [53] Por lo tanto, un mayor calentamiento del agua de mar podría limitar la absorción de CO 2 y conducir a un cambio menor en el pH para un aumento dado de CO 2 . [53] La diferencia en los cambios de temperatura entre cuencas es una de las principales razones de las diferencias en las tasas de acidificación en diferentes localidades.
Las tasas actuales de acidificación de los océanos se han comparado con el fenómeno de efecto invernadero que se produjo en el límite entre el Paleoceno y el Eoceno (hace unos 56 millones de años), cuando las temperaturas superficiales del océano aumentaron entre 5 y 6 grados Celsius . En ese evento, los ecosistemas de la superficie sufrieron diversos impactos, pero los organismos que habitaban en el fondo del océano profundo sufrieron una importante extinción. [54] Actualmente, la tasa de adición de carbono al sistema atmósfera-océano es aproximadamente diez veces mayor que la que se produjo en el límite entre el Paleoceno y el Eoceno. [55]
Actualmente se encuentran en funcionamiento o se están construyendo amplios sistemas de observación para monitorear la química y la acidificación del CO2 del agua de mar, tanto en el océano abierto global como en algunos sistemas costeros. [18]
Tres de los cinco grandes eventos de extinción masiva en el pasado geológico estuvieron asociados con un rápido aumento del dióxido de carbono atmosférico, probablemente debido al vulcanismo y/o la disociación térmica de los hidratos de gas marinos . [74] Los niveles elevados de CO 2 afectaron la biodiversidad. [75] La disminución de la saturación de CaCO 3 debido a la absorción de CO 2 volcanogénico por parte del agua de mar se ha sugerido como un posible mecanismo de muerte durante la extinción masiva marina al final del Triásico . [76] La crisis biótica del final del Triásico sigue siendo el ejemplo mejor establecido de una extinción masiva marina debido a la acidificación de los océanos, porque (a) los registros de isótopos de carbono sugieren una actividad volcánica mejorada que disminuyó la sedimentación de carbonato, lo que redujo la profundidad de compensación de carbonato y el estado de saturación de carbonato, y una extinción marina coincidió precisamente en el registro estratigráfico, [72] [71] [77] y (b) hubo una selectividad pronunciada de la extinción contra organismos con esqueletos aragoníticos gruesos, [72] [78] [79] lo que se predice a partir de estudios experimentales. [80] La acidificación de los océanos también se ha sugerido como una causa de la extinción masiva del final del Pérmico [68] [67] y la crisis del final del Cretácico. [73] En general, múltiples factores estresantes climáticos, incluida la acidificación de los océanos, probablemente fueron la causa de los eventos de extinción geológica. [74]
El ejemplo más notable de acidificación de los océanos es el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (MPTE), que ocurrió hace aproximadamente 56 millones de años cuando cantidades masivas de carbono ingresaron al océano y la atmósfera, y llevaron a la disolución de sedimentos carbonatados en muchas cuencas oceánicas. [75] Métodos geoquímicos relativamente nuevos para probar el pH en el pasado indican que el pH cayó 0,3 unidades en el MPTE. [81] [82] Un estudio que resuelve el sistema de carbonato marino para el estado de saturación muestra que puede no cambiar mucho durante el MPTE, lo que sugiere que la tasa de liberación de carbono en nuestra mejor analogía geológica fue mucho más lenta que las emisiones de carbono inducidas por el hombre. Sin embargo, se necesitan métodos proxy más fuertes para probar el estado de saturación para evaluar cuánto puede haber afectado este cambio de pH a los organismos calcificadores.
Valores futuros previstos
CO2 in situ 2Sensor de concentración (SAMI-CO 2 ), conectado a una estación del Sistema de Alerta Temprana de Arrecifes de Coral, utilizado para realizar estudios de acidificación de los océanos cerca de áreas de arrecifes de coral (por NOAA ( AOML ))Un CO autónomo amarrado 2boya utilizada para medir CO 2Estudios de concentración y acidificación de los océanos ( NOAA (por PMEL ))
Es importante destacar que la tasa de cambio en la acidificación de los océanos es mucho más alta que en el pasado geológico. Este cambio más rápido impide que los organismos se adapten gradualmente y evita que las retroalimentaciones del ciclo climático entren en acción para mitigar la acidificación de los océanos. La acidificación de los océanos está ahora en camino de alcanzar niveles de pH más bajos que en cualquier otro momento de los últimos 300 millones de años. [83] [73] También se estima que la tasa de acidificación de los océanos (es decir, la tasa de cambio en el valor del pH) no tiene precedentes en esa misma escala de tiempo. [84] [14] Estos cambios esperados se consideran sin precedentes en el registro geológico. [85] [86] [87] En combinación con otros cambios biogeoquímicos oceánicos , esta caída en el valor del pH podría socavar el funcionamiento de los ecosistemas marinos y perturbar la provisión de muchos bienes y servicios asociados con el océano, a partir de 2100. [88]
En un escenario de emisiones muy altas (SSP5-8.5) , las proyecciones del modelo estiman que el pH de la superficie del océano podría disminuir hasta 0,44 unidades para fines de este siglo, en comparación con el final del siglo XIX. [89] : 608 Esto significaría un pH tan bajo como aproximadamente 7,7, y representa un aumento adicional en las concentraciones de H+ de dos a cuatro veces más allá del aumento hasta la fecha.
Impactos sobre los organismos calcificantes oceánicos
Se muestra una concha de pterópodo disolviéndose con el tiempo en agua de mar con un pH más bajo. Cuando el océano absorbe dióxido de carbono de la atmósfera, la química del agua de mar cambia (fuente: NOAA )Concha de pterápodo disuelta en agua de mar ajustada a una química oceánica proyectada para el año 2100 (fuente: NOAA ).Pterópodo no saludable que muestra los efectos de la acidificación del océano, incluyendo crestas irregulares y disueltas en la superficie superior de la concha, una concha turbia en el cuadrante inferior derecho y abrasiones severas y puntos débiles en la posición de las 6:30 en el verticilo inferior de la concha (fuente: NOAA ).
Complejidad de los resultados de la investigación
Las consecuencias ecológicas completas de los cambios en la calcificación debido a la acidificación de los océanos son complejas, pero parece probable que muchas especies calcificantes se vean afectadas negativamente por la acidificación de los océanos. [18] [21] : 413 El aumento de la acidificación de los océanos dificulta que los organismos que acumulan conchas accedan a los iones de carbonato, esenciales para la producción de su caparazón exoesquelético duro. [90] Los organismos calcificantes oceánicos abarcan la cadena alimentaria desde los autótrofos hasta los heterótrofos e incluyen organismos como cocolitóforos , corales , foraminíferos , equinodermos , crustáceos y moluscos . [88] [91]
En general, todos los ecosistemas marinos de la Tierra estarán expuestos a cambios en la acidificación y otros cambios biogeoquímicos oceánicos. [92] La acidificación de los océanos puede obligar a algunos organismos a reasignar recursos lejos de los puntos finales productivos para mantener la calcificación. [93] Por ejemplo, se reconoce que la ostra Magallana gigas experimenta cambios metabólicos junto con tasas de calcificación alteradas debido a compensaciones energéticas resultantes de los desequilibrios del pH. [94]
En condiciones normales, la calcita y la aragonita son estables en aguas superficiales, ya que los iones de carbonato están sobresaturados con respecto al agua de mar. Sin embargo, a medida que el pH del océano disminuye, la concentración de iones de carbonato también disminuye. El carbonato de calcio se vuelve así subsaturado y las estructuras hechas de carbonato de calcio son vulnerables al estrés de calcificación y disolución. [95] En particular, los estudios muestran que los corales, [96] [97] los cocolitóforos, [91] [28] [98] las algas coralinas, [99] los foraminíferos, [100] los mariscos y los pterópodos [101] experimentan una calcificación reducida o una disolución mejorada cuando se exponen a niveles elevados de CO 2 . Incluso con prácticas activas de conservación marina puede ser imposible recuperar muchas poblaciones anteriores de mariscos. [102]
Algunos estudios han encontrado diferentes respuestas a la acidificación de los océanos: la calcificación de los cocolitóforos y la fotosíntesis aumentan bajo niveles elevados de pCO2 atmosférico [ 103 ] y se observa una disminución equivalente de la producción primaria y la calcificación en respuesta a niveles elevados de CO2 [ 104] , o la dirección de la respuesta varía entre especies. [105]
De manera similar, la estrella de mar, Pisaster ochraceus , muestra un mayor crecimiento en aguas con mayor acidez. [106]
La reducción de la calcificación debido a la acidificación de los océanos puede afectar el secuestro de carbono impulsado biológicamente desde la atmósfera hacia el interior del océano y los sedimentos del fondo marino , debilitando la llamada bomba biológica . [73] La acidificación del agua de mar también podría reducir el tamaño del fitoplancton antártico, haciéndolo menos eficaz para almacenar carbono. [107] Estos cambios se están estudiando y sintetizando cada vez más mediante el uso de marcos fisiológicos, incluido el marco de la vía de resultados adversos (AOP) . [94]
Coccolithus pelagicus, una especie de cocolitóforo muestreada en el Océano Atlántico Norte.
Cocolitóforos
Un cocolitóforo es un fitoplancton ( alga ) unicelular y eucariota . Comprender los cambios de calcificación en los cocolitóforos puede ser particularmente importante porque una disminución de los cocolitóforos puede tener efectos secundarios en el clima: podría contribuir al calentamiento global al disminuir el albedo de la Tierra a través de sus efectos en la cobertura de nubes oceánicas. [108] Un estudio en 2008 examinó un núcleo de sedimento del Atlántico Norte y descubrió que la composición de especies de cocolitofóridos se mantuvo sin cambios durante los últimos 224 años (1780 a 2004). Pero la masa promedio de cocolitos había aumentado en un 40% durante el mismo período. [103]
Corales
Los corales de aguas cálidas están claramente en declive, con pérdidas del 50% en los últimos 30 a 50 años debido a múltiples amenazas del calentamiento de los océanos, la acidificación de los océanos, la contaminación y el daño físico de actividades como la pesca, y se espera que estas presiones se intensifiquen. [109] [21] : 416
El líquido de los compartimentos internos (el celenteron) donde los corales desarrollan su exoesqueleto también es extremadamente importante para el crecimiento de la calcificación. Cuando el estado de saturación de aragonito en el agua de mar externa está en niveles ambientales, los corales desarrollarán sus cristales de aragonito rápidamente en sus compartimentos internos, por lo que su exoesqueleto crecerá rápidamente. Si el estado de saturación de aragonito en el agua de mar externa es inferior al nivel ambiental, los corales tienen que trabajar más para mantener el equilibrio adecuado en el compartimento interno. Cuando eso sucede, el proceso de crecimiento de los cristales se ralentiza, y esto ralentiza la velocidad de crecimiento de su exoesqueleto. Dependiendo del estado de saturación de aragonito en el agua circundante, los corales pueden detener el crecimiento porque bombear aragonito al compartimento interno no será energéticamente favorable. [110] Con la progresión actual de las emisiones de carbono, alrededor del 70% de los corales de agua fría del Atlántico Norte vivirán en aguas corrosivas entre 2050 y 2060. [111]
Las condiciones de acidificación reducen principalmente la capacidad de los corales para construir exoesqueletos densos, en lugar de afectar la extensión lineal del exoesqueleto. La densidad de algunas especies de corales podría reducirse en más del 20% para fines de este siglo. [112]
Un experimento in situ , realizado en una zona de 400 m2 de la Gran Barrera de Coral , para reducir el nivel de CO2 del agua de mar (elevar el pH) hasta cerca del valor preindustrial mostró un aumento del 7% en la calcificación neta. [ 113] Un experimento similar para aumentar el nivel de CO2 del agua de mar in situ ( bajar el pH) a un nivel esperado poco después de 2050 encontró que la calcificación neta disminuyó un 34%. [114]
Sin embargo, un estudio de campo sobre los arrecifes de coral en Queensland y Australia Occidental de 2007 a 2012 encontró que los corales son más resistentes a los cambios de pH ambiental de lo que se pensaba anteriormente, debido a la regulación de la homeostasis interna ; esto hace que el cambio térmico ( olas de calor marinas ), que conduce al blanqueamiento de los corales , en lugar de la acidificación, sea el principal factor de vulnerabilidad de los arrecifes de coral debido al cambio climático. [115]
Estudios en sitios de filtración de dióxido de carbono
En algunos lugares, el dióxido de carbono sale en burbujas del fondo del mar, lo que cambia localmente el pH y otros aspectos de la química del agua de mar. Los estudios de estas filtraciones de dióxido de carbono han documentado una variedad de respuestas de diferentes organismos. [116] Las comunidades de arrecifes de coral ubicadas cerca de filtraciones de dióxido de carbono son de particular interés debido a la sensibilidad de algunas especies de corales a la acidificación. En Papua Nueva Guinea , la disminución del pH causada por las filtraciones de dióxido de carbono está asociada con disminuciones en la diversidad de especies de coral. [117] Sin embargo, en Palau , las filtraciones de dióxido de carbono no están asociadas con una diversidad reducida de especies de corales, aunque la bioerosión de los esqueletos de coral es mucho mayor en sitios de pH bajo.
Pterópodos y estrellas frágiles
Los pterópodos y las estrellas frágiles forman la base de las redes alimentarias del Ártico y ambos se ven gravemente dañados por la acidificación. Las conchas de los pterópodos se disuelven con el aumento de la acidificación y las estrellas frágiles pierden masa muscular cuando vuelven a crecer los apéndices . [118] Para que los pterópodos creen conchas, necesitan aragonito, que se produce a partir de iones de carbonato y calcio y estroncio disueltos. Los pterópodos se ven gravemente afectados porque el aumento de los niveles de acidificación ha disminuido de forma constante la cantidad de agua sobresaturada con carbonato. [119] La degradación de la materia orgánica en las aguas del Ártico ha amplificado la acidificación de los océanos; algunas aguas del Ártico ya están subsaturadas con respecto al aragonito. [120] [121] [122]
Los huevos de la estrella frágil mueren en pocos días cuando se exponen a las condiciones esperadas resultantes de la acidificación del Ártico. [123] De manera similar, cuando se exponen en experimentos a un pH reducido de 0,2 a 0,4, menos del 0,1 por ciento de las larvas de una estrella frágil templada , un pariente de la estrella de mar común , sobrevivieron más de ocho días. [88]
Otros impactos sobre los ecosistemas
Este mapa muestra los cambios en el nivel de saturación de aragonito en las aguas superficiales del océano entre la década de 1880 y 2006-2015. El aragonito es una forma de carbonato de calcio que muchos animales marinos utilizan para construir sus esqueletos y caparazones. Cuanto menor sea el nivel de saturación, más difícil será para los organismos construir y mantener sus esqueletos y caparazones. Un cambio negativo representa una disminución en la saturación. [124]
Otros impactos biológicos
Además de la desaceleración y/o reversión de la calcificación, los organismos pueden sufrir otros efectos adversos, ya sea indirectamente a través de impactos negativos sobre los recursos alimentarios, o directamente como efectos reproductivos o fisiológicos. [4] Por ejemplo, los niveles elevados de CO 2 en los océanos pueden producir CO 2-acidificación inducida de los fluidos corporales, conocida como hipercapnia . [125]
Se ha observado que el aumento de la acidez reduce las tasas metabólicas en el calamar gigante [126] y deprime las respuestas inmunes de los mejillones azules. [127]
Los huevos de calamar de aleta larga del Atlántico tardaron más en eclosionar en agua acidificada, y el estatolito del calamar era más pequeño y estaba malformado en animales colocados en agua de mar con un pH más bajo. [128] Sin embargo, estos estudios están en curso y aún no hay una comprensión completa de estos procesos en organismos o ecosistemas marinos . [129]
Propiedades acústicas
Otra vía potencial de impacto en los ecosistemas es la bioacústica . Esto puede ocurrir porque la acidificación de los océanos puede alterar las propiedades acústicas del agua de mar, lo que permite que el sonido se propague más y aumenta el ruido oceánico. [130] Esto afecta a todos los animales que utilizan el sonido para la ecolocalización o la comunicación . [131]
Algas y pastos marinos
Otro posible efecto sería un aumento en los eventos de floración de algas nocivas , que podrían contribuir a la acumulación de toxinas ( ácido domoico , brevetoxina , saxitoxina ) en organismos pequeños como las anchoas y los mariscos , lo que a su vez aumenta la incidencia de intoxicación amnésica por mariscos , intoxicación neurotóxica por mariscos e intoxicación paralítica por mariscos . [132] Aunque las floraciones de algas pueden ser dañinas, otros organismos fotosintéticos beneficiosos pueden beneficiarse de mayores niveles de dióxido de carbono. Lo más importante es que las praderas marinas se beneficiarán. [133] La investigación encontró que a medida que las praderas marinas aumentaron su actividad fotosintética, las tasas de calcificación de las algas calcificantes aumentaron, probablemente porque la actividad fotosintética localizada absorbió dióxido de carbono y elevó el pH local. [133]
Larvas de peces
La acidificación de los océanos también puede tener efectos en las larvas de peces marinos . Afecta internamente sus sistemas olfativos, que son una parte crucial de su desarrollo temprano. Las larvas de pez payaso naranja viven principalmente en arrecifes oceánicos que están rodeados de islas vegetativas [ aclaración necesaria ] . [115] Se sabe que las larvas usan su sentido del olfato para detectar las diferencias entre los arrecifes rodeados de islas vegetativas y los arrecifes no rodeados de islas vegetativas. [115] Las larvas de pez payaso necesitan poder distinguir entre estos dos destinos para poder encontrar un área adecuada para su crecimiento. Otro uso de los sistemas olfativos de los peces marinos es distinguir entre sus padres y otros peces adultos, para evitar la endogamia.
En un acuario experimental, los peces payaso se mantuvieron en agua de mar no manipulada con un pH de 8,15 ± 0,07, que es similar al pH actual de nuestros océanos. [115] Para probar los efectos de los diferentes niveles de pH, el agua de mar se modificó a otros dos niveles de pH, que se correspondían con los modelos de cambio climático que predicen los futuros niveles de CO 2 atmosférico . [115] En el año 2100, el modelo proyecta posibles niveles de CO 2 de 1000 ppm, lo que se correlaciona con un pH de 7,8 ± 0,05.
Este experimento demostró que cuando las larvas se exponen a un pH de 7,8 ± 0,05, su reacción a las señales ambientales difiere drásticamente de su reacción a las señales a un pH igual a los niveles actuales del océano. [115] A un pH de 7,6 ± 0,05, las larvas no reaccionaron a ningún tipo de señal. Sin embargo, un metaanálisis publicado en 2022 descubrió que los tamaños de los efectos de los estudios publicados que prueban los efectos de la acidificación de los océanos en el comportamiento de los peces han disminuido en un orden de magnitud durante la última década y han sido insignificantes durante los últimos cinco años. [134]
Los embriones de anguila, una especie "en peligro crítico" [135] pero de gran importancia [ aclaración necesaria ] en la acuicultura, también se ven afectados por la acidificación de los océanos, en concreto la anguila europea . Aunque pasan la mayor parte de su vida en agua dulce, normalmente en ríos, arroyos o estuarios, van a desovar y mueren en el mar de los Sargazos . Aquí es donde las anguilas europeas están experimentando los efectos de la acidificación en una de sus etapas vitales clave.
Los embriones y larvas de peces suelen ser más sensibles a los cambios de pH que los adultos, ya que los órganos para la regulación del pH no están completamente desarrollados. [136] Debido a esto, los embriones de anguila europea son más vulnerables a los cambios de pH en el mar de los Sargazos. En 2021 se realizó un estudio de la anguila europea en el mar de los Sargazos para analizar los efectos específicos de la acidificación de los océanos en los embriones. El estudio encontró que la exposición a las condiciones de pCO2 oceánico previstas para finales de siglo puede afectar al desarrollo normal de esta especie en la naturaleza durante etapas sensibles del ciclo de vida temprano con capacidades de respuesta fisiológica limitadas, mientras que la acidificación extrema influiría negativamente en la supervivencia y el desarrollo embrionarios en condiciones de criadero. [137]
Efectos combinados de la acidificación, el calentamiento y la desoxigenación
Factores que impulsan la intensificación de la hipoxia y la acidificación de los océanos en los sistemas de afloramiento de plataformas continentales. Los vientos que se dirigen hacia el Ecuador impulsan el afloramiento de agua con bajo contenido de oxígeno disuelto (OD), alto contenido de nutrientes y alto contenido de carbono inorgánico disuelto (CID) desde arriba de la zona de mínimo de oxígeno . Los gradientes entre plataformas continentales en productividad y los tiempos de residencia en el agua del fondo impulsan la intensidad de la disminución (aumento) del OD (CID) a medida que el agua transita a través de una plataforma continental productiva . [138] [139]
Existe un importante volumen de investigaciones que demuestran que la combinación de la acidificación de los océanos y el aumento de la temperatura de los mismos tiene un efecto multiplicador sobre la vida marina y el medio ambiente oceánico. Este efecto supera con creces el impacto nocivo individual de cada uno de ellos. [140] Además, el calentamiento de los océanos, junto con el aumento de la productividad del fitoplancton debido a los mayores niveles de CO2, exacerba la desoxigenación de los océanos . La desoxigenación de las aguas oceánicas es un factor de estrés adicional sobre los organismos marinos que aumenta la estratificación de los océanos, lo que limita los nutrientes a lo largo del tiempo y reduce los gradientes biológicos. [141] [142]
Los metaanálisis han cuantificado la dirección y magnitud de los efectos nocivos de la acidificación, el calentamiento y la desoxigenación combinados de los océanos sobre el océano. [143] [144] Estos metaanálisis han sido probados aún más mediante estudios de mesocosmos que simularon la interacción de estos factores estresantes y encontraron un efecto catastrófico sobre la red alimentaria marina: el estrés térmico más que anula cualquier aumento de la productividad de los productores primarios a los herbívoros a partir del CO 2 elevado . [145] [146]
Impactos en la economía y las sociedades
El aumento de la acidez de los océanos desacelera la tasa de calcificación en el agua salada, lo que lleva a arrecifes de coral más pequeños y de crecimiento más lento que sustentan aproximadamente el 25% de la vida marina. [147] [148] Los impactos son de largo alcance, desde la pesca y los entornos costeros hasta las profundidades más profundas del océano. [18] El aumento de la acidez de los océanos no solo está matando a los corales, sino también a la población increíblemente diversa de habitantes marinos que sustentan los arrecifes de coral. [149]
Unos 1.000 millones de personas dependen total o parcialmente de la pesca, el turismo y los servicios de gestión costera que proporcionan los arrecifes de coral. Por lo tanto, la acidificación continua de los océanos puede amenazar las futuras cadenas alimentarias vinculadas a ellos. [9] [10]
Ártico
En el Ártico, la pesca comercial está amenazada porque la acidificación daña a los organismos calcificantes que forman la base de las redes alimentarias del Ártico (pterópodos y estrellas de mar, véase más arriba). La acidificación amenaza las redes alimentarias del Ártico desde la base hacia arriba. Las redes alimentarias del Ártico se consideran simples, lo que significa que hay pocos pasos en la cadena alimentaria desde los organismos pequeños hasta los depredadores más grandes. Por ejemplo, los pterópodos son "una presa clave de una serie de depredadores superiores: plancton de mayor tamaño, peces, aves marinas, ballenas". [150] Tanto los pterópodos como las estrellas de mar sirven como una fuente sustancial de alimento y su eliminación de la red alimentaria simple plantearía una grave amenaza para todo el ecosistema. Los efectos sobre los organismos calcificantes en la base de las redes alimentarias podrían destruir potencialmente la pesca.
Pesca comercial en EE.UU.
Una langosta americana adulta descansa en el fondo del mar. Rhode Island, Dutch Island, condado de Newport.
El valor del pescado capturado en las pesquerías comerciales de Estados Unidos en 2007 se estimó en 3.800 millones de dólares y de ese valor el 73% se derivó de los calcificadores y sus depredadores directos. [151] Otros organismos se ven perjudicados directamente como resultado de la acidificación. Por ejemplo, la disminución del crecimiento de los calcificadores marinos como la langosta americana , la almeja oceánica y las vieiras significa que hay menos carne de marisco disponible para la venta y el consumo. [152] Las pesquerías de cangrejo real rojo también están en grave peligro porque los cangrejos también son calcificadores. Las crías de cangrejo real rojo, cuando se exponen a mayores niveles de acidificación, experimentaron una mortalidad del 100% después de 95 días. [153] En 2006, el cangrejo real rojo representó el 23% de los niveles totales de cosecha de referencia y una disminución grave de la población de cangrejo rojo amenazaría la industria de la cosecha de cangrejo. [154]
Los métodos que eliminan el dióxido de carbono del océano incluyen la fertilización con nutrientes oceánicos , el afloramiento /descenso artificial , el cultivo de algas marinas , la recuperación del ecosistema, la mejora de la alcalinidad del océano, la meteorización mejorada y los procesos electroquímicos. [155] : 12–36 Todos estos métodos utilizan el océano para eliminar el CO2 de la atmósfera y almacenarlo en el océano. Estos métodos podrían ayudar con la mitigación, pero pueden tener efectos secundarios en la vida marina. El campo de investigación para todos los métodos de CDR ha crecido mucho desde 2019. [87]
En total, "los métodos basados en el océano tienen un potencial combinado para eliminar entre 1 y 100 gigatoneladas de CO 2 por año". [156] : TS-94 Sus costos son del orden de 40 a 500 USD por tonelada de CO 2 . Por ejemplo, la meteorización mejorada podría eliminar entre 2 y 4 gigatoneladas de CO 2 por año. Esta tecnología tiene un costo de 50 a 200 USD por tonelada de CO 2 . [156] : TS-94
Tecnologías de eliminación de carbono que añaden alcalinidad
Algunas técnicas de eliminación de carbono añaden alcalinidad al océano y, por lo tanto, amortiguan inmediatamente los cambios de pH, lo que podría ayudar a los organismos de la región a la que se añade la alcalinidad adicional. Las dos tecnologías que entran en esta categoría son la mejora de la alcalinidad del océano y los métodos electroquímicos. [87] Con el tiempo, debido a la difusión, esa adición de alcalinidad será bastante pequeña en aguas distantes. Por eso se utiliza el término mitigación de la acidificación local del océano . Ambas tecnologías tienen el potencial de funcionar a gran escala y ser eficientes en la eliminación del dióxido de carbono. [87] : Tabla 9.1 Sin embargo, son caras, tienen muchos riesgos y efectos secundarios y actualmente tienen un bajo nivel de preparación tecnológica . [155] : 12–36
Mejora de la alcalinidad del océano
La mejora de la alcalinidad oceánica (OAE) es un "método propuesto de eliminación de dióxido de carbono (CDR) que implica la deposición de minerales alcalinos o sus productos de disociación en la superficie del océano". [34] : 2241 El proceso aumentaría la alcalinidad total de la superficie. Funcionaría para aumentar la absorción oceánica de CO 2 . El proceso implica aumentar la cantidad de bicarbonato (HCO 3 -) a través de la meteorización acelerada ( meteorización mejorada ) de rocas ( silicato , piedra caliza y cal viva ). [87] : 181 Este proceso imita el ciclo silicato-carbonato. El CO 2 se convierte en bicarbonato, permaneciendo en esa forma durante más de 100 años, o puede precipitarse en carbonato de calcio (CaCO 3 ). Cuando el carbonato de calcio se entierra en el océano profundo, puede retener el carbono indefinidamente cuando se utilizan rocas de silicato.
La erosión intensificada es un tipo de aumento de la alcalinidad del océano. La erosión intensificada aumenta la alcalinidad al dispersar partículas finas de roca. Esto puede ocurrir en la tierra y en el océano (aunque el resultado finalmente afecte al océano).
Además de secuestrar CO2 , la adición de alcalinidad amortigua el pH del océano, reduciendo así su acidificación. Sin embargo, se sabe poco sobre cómo responden los organismos a la alcalinidad añadida, incluso si proviene de fuentes naturales. [87] Por ejemplo, la erosión de algunas rocas de silicato podría liberar una gran cantidad de metales traza en el lugar de erosión.
El costo y el consumo de energía que supone mejorar la alcalinidad de los océanos (minería, pulverización, transporte) son elevados en comparación con otras técnicas de CDR. [87] Se estima que el costo es de 20 a 50 USD por tonelada de CO2 ( para la "adición directa de minerales alcalinos al océano"). [155] : 12–50
El carbono secuestrado en forma de bicarbonato en el océano representa aproximadamente el 30% de las emisiones de carbono desde la Revolución Industrial .
Los materiales experimentales incluyen piedra caliza, brucita , olivino y soluciones alcalinas. Otro enfoque es utilizar electricidad para aumentar la alcalinidad durante la desalinización y capturar el CO2 presente en el agua. [157]
Métodos electroquímicos
Los métodos electroquímicos, o electrólisis , pueden extraer dióxido de carbono directamente del agua de mar. [87] Los procesos electroquímicos también son un tipo de mejora de la alcalinidad del océano. Algunos métodos se centran en la eliminación directa de CO2 ( en forma de carbonato y gas CO2 ) , mientras que otros aumentan la alcalinidad del agua de mar precipitando residuos de hidróxido metálico, que absorben CO2 en una cuestión descrita en la sección de mejora de la alcalinidad del océano. El hidrógeno producido durante la captura directa de carbono puede luego reciclarse para formar hidrógeno para el consumo energético u otros reactivos de laboratorio fabricados como el ácido clorhídrico .
Sin embargo, la implementación de la electrólisis para la captura de carbono es costosa y la energía consumida para el proceso es alta en comparación con otras técnicas de CDR. [87] Además, se están realizando investigaciones para evaluar el impacto ambiental de este proceso. Algunas complicaciones incluyen sustancias químicas tóxicas en las aguas residuales y una reducción del DIC en los efluentes; ambos pueden afectar negativamente a la vida marina. [87]
A medida que aumenta la conciencia sobre la acidificación de los océanos, se han elaborado políticas orientadas a aumentar los esfuerzos de monitoreo de la acidificación de los océanos. [158] Anteriormente, en 2015, el científico oceánico Jean-Pierre Gattuso había señalado que "el océano ha sido mínimamente considerado en las negociaciones climáticas anteriores. Nuestro estudio proporciona argumentos convincentes para un cambio radical en la conferencia de la ONU (en París) sobre el cambio climático". [159]
Las iniciativas internacionales, como la Convención de Cartagena para el Gran Caribe (que entró en vigor en 1986), [160] pueden mejorar el apoyo que prestan los gobiernos regionales a las zonas altamente vulnerables en respuesta a la acidificación de los océanos. [161] Muchos países, por ejemplo en las Islas y Territorios del Pacífico, han elaborado políticas regionales o Políticas Oceanográficas Nacionales, Planes de Acción Nacionales, Planes de Acción Nacionales de Adaptación y Planes de Acción Nacionales Conjuntos sobre Cambio Climático y Reducción del Riesgo de Desastres, para ayudar a trabajar en pos del ODS 14. Ahora se está empezando a considerar la acidificación de los océanos dentro de esos marcos. [162]
Decenio de las Naciones Unidas para los Océanos
El Decenio de los Océanos de las Naciones Unidas tiene un programa denominado "Investigación sobre la acidificación de los océanos para la sostenibilidad". Fue propuesto por la Red Mundial de Observación de la Acidificación de los Océanos (GOA-ON) y sus socios, y ha sido aprobado formalmente como un programa del Decenio de las Naciones Unidas de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible . [163] [164] El programa OARS se basa en el trabajo de GOA-ON y tiene los siguientes objetivos: desarrollar aún más la ciencia de la acidificación de los océanos; aumentar las observaciones de los cambios en la química de los océanos; identificar los impactos en los ecosistemas marinos a escala local y global; y proporcionar a los encargados de la toma de decisiones la información necesaria para mitigar y adaptarse a la acidificación de los océanos.
Indicadores climáticos globales
La importancia de la acidificación de los océanos se refleja en su inclusión como uno de los siete Indicadores Climáticos Globales. [165] Estos Indicadores son un conjunto de parámetros que describen el cambio climático sin reducir el cambio climático únicamente al aumento de la temperatura . Los Indicadores incluyen información clave para los dominios más relevantes del cambio climático: temperatura y energía, composición atmosférica, océano y agua, así como la criosfera. Los Indicadores Climáticos Globales han sido identificados por científicos y especialistas en comunicación en un proceso liderado por el Sistema Mundial de Observación del Clima (SMOC). [166] Los Indicadores han sido respaldados por la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Forman la base de la Declaración anual de la OMM sobre el estado del clima mundial, que se presenta a la Conferencia de las Partes (COP) de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Además, el Servicio de Cambio Climático Copernicus (C3S) de la Comisión Europea utiliza los Indicadores para su "Estado europeo del clima" anual.
Objetivo de Desarrollo Sostenible 14
En 2015, las Naciones Unidas adoptaron la Agenda 2030 y un conjunto de 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), incluido un objetivo dedicado al océano, el Objetivo de Desarrollo Sostenible 14 , [167] que llama a "conservar y utilizar de manera sostenible los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible". La acidificación de los océanos se aborda directamente en la meta ODS 14.3. El título completo de la Meta 14.3 es: "Minimizar y abordar los impactos de la acidificación de los océanos, incluso mediante una mayor cooperación científica a todos los niveles". [168] Esta meta tiene un indicador: el Indicador 14.3.1 que pide la "Acidez marina promedio ( pH ) medida en un conjunto acordado de estaciones de muestreo representativas". [169]
La Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI) de la UNESCO fue identificada como el organismo custodio del indicador ODS 14.3.1. En esta función, la COI-UNESCO tiene la tarea de desarrollar la metodología del indicador ODS 14.3.1, la recopilación anual de datos para el indicador ODS 14.3.1 y la presentación de informes sobre los avances a las Naciones Unidas. [170] [171]
Políticas a nivel de país
Estados Unidos
En los Estados Unidos, la Ley Federal de Investigación y Monitoreo de la Acidificación de los Océanos de 2009 apoya la coordinación gubernamental, como el "Programa de Acidificación de los Océanos" de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). [172] [173] En 2015, la USEPA rechazó una petición ciudadana que solicitaba a la EPA regular el CO2 bajo la Ley de Control de Sustancias Tóxicas de 1976 para mitigar la acidificación de los océanos. [174] [175] En la negación, la EPA dijo que los riesgos de la acidificación de los océanos estaban siendo "abordados de manera más eficiente y efectiva" bajo acciones nacionales, por ejemplo, bajo el Plan de Acción Climática Presidencial , y que se están buscando múltiples vías para trabajar con y en otras naciones para reducir las emisiones y la deforestación y promover la energía limpia y la eficiencia energética. [176]
Historia
La investigación sobre el fenómeno de la acidificación de los océanos, así como la concienciación sobre el problema, se han estado realizando durante varias décadas. La investigación fundamental comenzó realmente con la creación de la escala de pH por el químico danés Søren Peder Lauritz Sørensen en 1909. [177] Alrededor de la década de 1950 , los especialistas conocían el enorme papel del océano en la absorción de CO2 de los combustibles fósiles , pero la comunidad científica en general no lo apreciaba. [178] Durante gran parte del siglo XX, el enfoque dominante ha sido el proceso beneficioso de la absorción de CO2 por los océanos , que ha mejorado enormemente el cambio climático. El concepto de "demasiado de algo bueno" se desarrolló tardíamente y solo se desencadenó a partir de algunos eventos clave, y el sumidero oceánico de calor y CO2 sigue siendo crítico como amortiguador principal contra el cambio climático. [178]
A principios de los años 1970 , ya se planteaban en todo el mundo cuestiones sobre el impacto a largo plazo de la acumulación de CO2 procedente de combustibles fósiles en el mar, lo que generaba un intenso debate. Los investigadores comentaban la acumulación de CO2 fósil en la atmósfera y el mar y llamaban la atención sobre los posibles impactos en la vida marina. A mediados de los años 1990, el probable impacto de un aumento tan elevado de los niveles de CO2 con los inevitables cambios en el pH y los iones de carbonato se convirtió en una preocupación de los científicos que estudiaban el destino de los arrecifes de coral. [178]
A finales del siglo XX, las compensaciones entre el papel beneficioso del océano al absorber aproximadamente el 90% de todo el calor generado y la acumulación de aproximadamente el 50% de todo el CO2 emitido por combustibles fósiles , y los impactos sobre la vida marina se estaban volviendo más claros. En 2003, cuando se estaba planeando la reunión del "Primer Simposio sobre el Océano en un Mundo con Altos Niveles de CO2 " , que se celebraría en París en 2004, se publicaron muchos resultados de investigaciones nuevas sobre la acidificación de los océanos. [178]
En 2009, los miembros del Panel Interacadémico instaron a los líderes mundiales a "reconocer que la reducción de la acumulación de CO2 en la atmósfera es la única solución viable para mitigar la acidificación de los océanos". [179] La declaración también destacó la importancia de "reforzar las medidas para reducir los factores de estrés, como la sobrepesca y la contaminación , sobre los ecosistemas marinos a fin de aumentar la resiliencia a la acidificación de los océanos". [180]
Por ejemplo, una investigación realizada en 2010 determinó que sólo en el período de 15 años comprendido entre 1995 y 2010, la acidez había aumentado un 6 por ciento en los 100 metros superiores del Océano Pacífico, desde Hawai hasta Alaska. [50]
Según una declaración de julio de 2012 de Jane Lubchenco , directora de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos , "las aguas superficiales están cambiando mucho más rápidamente de lo que sugerían los cálculos iniciales. Es otra razón más para estar muy preocupados por la cantidad de dióxido de carbono que hay actualmente en la atmósfera y la cantidad adicional que seguimos emitiendo". [181]
Un estudio de 2013 descubrió que la acidez estaba aumentando a un ritmo 10 veces más rápido que en cualquiera de las crisis evolutivas en la historia de la Tierra. [182]
En 2012 se celebró en Monterey (California) el "Tercer Simposio sobre el océano en un mundo con altos niveles de CO2 " . En el resumen de la conferencia para los responsables de las políticas se afirmaba que "la investigación sobre la acidificación de los océanos está creciendo rápidamente". [96]
En un informe de síntesis publicado en Science en 2015, 22 científicos marinos destacados afirmaron que el CO2 procedente de la quema de combustibles fósiles está cambiando la química de los océanos más rápidamente que en cualquier otro momento desde la Gran Mortandad (el evento de extinción más grave conocido en la Tierra). [159] Su informe enfatizó que el aumento máximo de temperatura de 2 °C acordado por los gobiernos refleja un recorte demasiado pequeño en las emisiones para evitar "impactos dramáticos" en los océanos del mundo. [159]
Un estudio realizado en 2020 sostiene que la acidificación de los océanos no solo afecta negativamente a la vida marina, sino también a la salud humana. La acidificación de los océanos afecta negativamente a la calidad de los alimentos, los problemas respiratorios y la salud humana. [183]
Contaminación marina – Contaminación de los océanos por sustancias desechadas por los seres humanos
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Enlaces externos
Red mundial de observación de la acidificación de los océanos (GOA-ON)
Decenio de las Naciones Unidas de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible (2021-2030)
Programa de Acidificación de los Océanos de la NOAA de EE. UU.
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