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 unidades de pH equivale a un cambio diez veces mayor 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 mayor latitud son capaces de absorber más CO 2 . Esto puede provocar un aumento de la acidez, lo que reduce el pH y los niveles de saturación de carbonatos en estas áreas. Otros factores que influyen en el intercambio de CO 2 entre la atmósfera y el océano y, por tanto, en la acidificación local de los océanos, incluyen: las corrientes oceánicas y las zonas de afloramiento , la proximidad a grandes ríos continentales, la cobertura de hielo marino y el intercambio atmosférico con nitrógeno y azufre procedente de la quema de combustibles fósiles y la agricultura . [4] [5] [6]
La disminución del pH del océano tiene una variedad de efectos potencialmente dañinos para los organismos marinos. Estos incluyen calcificación reducida, tasas metabólicas deprimidas, respuestas inmunes reducidas y energía reducida para funciones básicas como la reproducción. [7] Por lo tanto, los efectos de la acidificación de los océanos están impactando los ecosistemas marinos que proporcionan alimentos, medios de vida y otros servicios ecosistémicos para una gran parte de la humanidad. Alrededor de mil millones de personas dependen total o parcialmente de los servicios de pesca, turismo y gestión costera que proporcionan los arrecifes de coral. Por lo tanto, la actual acidificación de los océanos puede amenazar las cadenas alimentarias vinculadas a los océanos. [8] [9]
La acidificación de los océanos ha ocurrido anteriormente en la historia 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 del océano global (Panel a: el pH del océano de la superficie promedio anual será aproximado para el año 1770; Panel b: la diferencia entre el pH en 2000 y 1770 en la superficie del océano global). [4]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 las contribuciones humanas en gigatoneladas de carbono por año. Los números blancos indican carbono almacenado. [15]Vídeo que resume los impactos 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. Está claramente establecido que las fuentes de este exceso de CO 2 son impulsadas por el hombre: incluyen emisiones antropogénicas de combustibles fósiles, industriales y de uso/cambio de la tierra. El océano actúa como sumidero de carbono para el CO 2 antropogénico y absorbe aproximadamente una cuarta parte del total de las emisiones antropogénicas de CO 2 . [17] Sin embargo, el CO 2 adicional en el océano da como resultado 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 carbonatados utilizados en las conchas y esqueletos de muchos organismos marinos. [17]
Acumulado desde 1850, el sumidero oceánico contiene hasta 175 ± 35 gigatoneladas de carbono, de las cuales más de dos tercios (120 GtC) han sido absorbidas por el océano global desde 1960. A lo largo del período histórico, el sumidero oceánico aumentó en al ritmo del aumento exponencial de las emisiones antropogénicas. Desde 1850 hasta 2022, el océano ha absorbido el 26 % del total de las emisiones antropogénicas. [16] Las emisiones durante el período 1850-2021 ascendieron a 670 ± 65 gigatoneladas de carbono y se dividieron entre la atmósfera (41 %), el océano (26 %) y la tierra (31 %). [dieciséis]
Cuando CO 2se disuelve, reacciona con el agua para formar un equilibrio de especies químicas iónicas y no iónicas: dióxido de carbono libre disuelto ( CO 2(aq)), ácido carbónico ( H 2CO 3), bicarbonato ( HCO− 3) y carbonato ( CO2-3 _). La proporción de estas especies depende de factores como la temperatura , la presión y la salinidad del agua de mar (como se muestra en un diagrama de Bjerrum ). Estas diferentes formas de carbono inorgánico disuelto se transfieren desde la superficie de un océano a su interior mediante la bomba de solubilidad del océano . La resistencia de una zona del océano a absorber CO atmosférico. 2Se conoce como factor Revelle .
Efectos principales
La química del océano está cambiando debido a la absorción de dióxido de carbono (CO 2 ) antropogénico. [4] [20] : 395 El pH del océano, las concentraciones de iones carbonato ([CO 3 2− ]) y los estados de saturación mineral de carbonato de calcio (Ω) han ido disminuyendo como resultado de la absorción de aproximadamente el 30% del dióxido de carbono antropogénico. emisiones en los últimos 270 años (desde alrededor de 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. [4]
La acidificación de los océanos ha sido llamada el "gemelo malvado del calentamiento global " y "el otro problema del CO 2 ". [21] [22] El aumento de las temperaturas del océano y la pérdida de oxígeno actúan simultáneamente con la acidificación de los océanos y constituyen el "trío mortal" de las presiones del cambio climático sobre el medio marino. [23] Los impactos de esto serán más severos para los arrecifes de coral y otros organismos marinos con caparazón, [24] [25] así como para aquellas poblaciones que dependen de los servicios ecosistémicos que brindan.
Reducción del valor del pH
Disolver 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: [26]
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 CO 2 entre el aire y el océano y el cambio resultante del pH. [27] [28] Estos incluyen procesos biológicos, como la fotosíntesis y la respiración, [29] así como el afloramiento de agua. [30] Además, el metabolismo de los ecosistemas en las fuentes de agua dulce que llegan a las aguas costeras puede provocar cambios de pH grandes, pero locales. [27]
Las masas de agua dulce también parecen acidificarse, aunque se trata de un fenómeno más complejo y menos evidente. [31] [32]
La absorción de CO 2 de la atmósfera no afecta la alcalinidad del océano . [33] : 2252 Esto es importante saber en este contexto ya que la alcalinidad es la capacidad del agua para resistir la acidificación . [34] Se ha propuesto mejorar la alcalinidad del océano 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.Gráfico de Bjerrum : Cambio en el sistema de carbonatos del agua de mar debido a la acidificación del océano
Los cambios en la química de los océanos pueden tener amplios efectos directos e indirectos sobre los organismos y sus hábitats. Una de las repercusiones más importantes del aumento de la acidez de los océanos se relaciona con la producción de conchas a partir de carbonato de calcio ( CaCO 3 ). [3] 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. Una vez formadas, estas estructuras de CaCO 3 son vulnerables a la disolución a menos que el agua de mar circundante contenga sustancias saturadas . concentraciones de iones carbonato ( CO2-3).
Muy poco del dióxido de carbono adicional que se agrega al océano permanece como dióxido de carbono disuelto. La mayoría se disocia en bicarbonato adicional e iones de hidrógeno libres. El aumento de hidrógeno es mayor que el aumento de bicarbonato, [35] creando un desequilibrio en la reacción:
HCO−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 producir más bicarbonato. De este modo, se reduce la concentración de iones carbonato en el océano, eliminando un componente esencial para que los organismos marinos construyan conchas o calcifiquen:
Ca 2+ + CO2-3⇌ CaCO 3
El aumento de las concentraciones de dióxido de carbono y bicarbonato disueltos y la reducción del carbonato se muestran en el gráfico de Bjerrum .
Disminución del estado de saturación.
Distribución de la profundidad de saturación de (A) aragonito y (B) calcita en los océanos globales [36]
El estado de saturación (conocido como Ω) del agua de mar para un mineral es una medida del potencial termodinámico del mineral para formarse o disolverse, 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 reactivos 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. [37] 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. [3] 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 estas aguas. [3] 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 en la que la disolución de carbonato equilibra el suministro de carbonato al fondo marino; por lo tanto, los sedimentos por debajo de esta profundidad estarán libres de carbonato de calcio. [38] El aumento de los niveles de CO 2 y el consiguiente menor pH del agua de mar disminuye la concentración de CO 3 2 − y el estado de saturación de CaCO 3por lo tanto aumentando CaCO 3disolución.
El carbonato de calcio se presenta más comúnmente en dos polimorfos comunes (formas cristalinas): aragonito y calcita . La aragonita es mucho más soluble que la calcita, por lo que el horizonte de saturación de la aragonita y la profundidad de compensación de la aragonita siempre están más cerca de la superficie que el horizonte de saturación de la calcita. [3] Esto también significa que los organismos que producen aragonita pueden ser más vulnerables a los cambios en la acidez del océano que aquellos que producen calcita. [39] La acidificación de los océanos y la consiguiente disminución de los estados de saturación de carbonatos elevan los horizontes de saturación de ambas formas más cerca de la superficie. [3] Esta disminución en el estado de saturación es uno de los principales factores que conducen a una 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. [40]
Variabilidad natural y retroalimentación climática.
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 cambian los equilibrios químicos que controlan la precipitación del carbonato de calcio. [42] La profundidad a la que esto ocurre se conoce como profundidad de compensación de carbonatos . La acidificación de los océanos aumentará dicha disolución y reducirá la profundidad de compensación de carbonatos en escalas de tiempo de decenas a cientos de años. [42] Las zonas de hundimiento son las primeras en verse afectadas. [43]
En el Pacífico Norte y el Atlántico Norte, los estados de saturación también están disminuyendo (la profundidad de la saturación es cada vez más superficial). [20] : 396 La acidificación de los océanos está progresando en mar abierto a medida que el CO 2 viaja a profundidades más profundas como resultado de la mezcla de los océanos. En mar abierto, esto hace que las profundidades de compensación de carbonatos se vuelvan menos profundas, 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 carbonatos están disminuyendo a un ritmo de 1 a 2 m por año. [20] : 396
Se espera que la acidificación de los océanos en el futuro conduzca a una disminución significativa en el entierro de sedimentos carbonatados durante varios siglos, e incluso a la disolución de los sedimentos carbonatados existentes. [44]
Valores medidos y estimados
Actualidad e historia reciente
Serie temporal de CO 2 atmosférico en Mauna Loa (en partes por millón de volumen, ppmv; rojo), pCO 2 de la superficie del océano (μatm; azul) y pH de la superficie del océano (verde) en Ocean Station ALOHA en el Océano Pacífico Norte subtropical. [45] [46]Cambio estimado en el pH del agua de mar causado por el impacto antropogénico en el CO2niveles entre los años 1700 y 1990, del Proyecto de Análisis de Datos Oceánicos Globales (GLOAP) y el Atlas Oceánico Mundial
Se estima que entre 1950 y 2020, el valor promedio del pH de la superficie del océano disminuyó 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 uno en la unidad de pH equivale a un cambio diez veces mayor en la concentración de iones de hidrógeno). [47] Por ejemplo, sólo en el período de 15 años 1995-2010, la acidez aumentó un 6 por ciento en los 100 metros superiores del Océano Pacífico, desde Hawaii hasta Alaska. [48]
El Sexto Informe de Evaluación del IPCC de 2021 declaró que "los valores actuales del pH de la superficie no tienen precedentes desde hace al menos 26.000 años y las tasas actuales de cambio de pH no tienen precedentes desde al menos ese momento". [49] : 76 El valor del pH del interior del océano ha disminuyó en los últimos 20 a 30 años en todo el océano global. [49] : 76 El informe también encontró que "el pH en el agua superficial del océano abierto ha disminuido entre 0,017 y 0,027 unidades de pH por década desde finales de los años 1980 ". ] : 716
La tasa de disminución difiere según la región. Esto se debe a interacciones complejas entre diferentes tipos de mecanismos de fuerza: [50] : 716 "En el Pacífico tropical, sus zonas de surgencia 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 surgencia de aguas subterráneas ricas en CO 2 , además de la absorción antropogénica de CO 2 ". [50] : 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 charcas cálidas en el Pacífico tropical occidental. [50] : 716
El ritmo al que se producirá la acidificación de los océanos puede verse influido por el ritmo de calentamiento de la superficie del océano , porque las aguas cálidas no absorberán tanto CO 2 . [51] 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 . [51] 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 ocurrido en el límite Paleoceno-Eoceno (hace unos 56 millones de años), cuando las temperaturas de la superficie del océano aumentaron entre 5 y 6 grados Celsius . En ese caso, los ecosistemas de la superficie experimentaron una variedad de impactos, pero los organismos que habitan en el fondo del océano en realidad experimentaron una extinción importante. [52] Actualmente, la tasa de adición de carbono al sistema atmósfera-océano es aproximadamente diez veces mayor que la tasa que ocurrió en el límite Paleoceno-Eoceno. [53]
Actualmente existen o se están construyendo amplios sistemas de observación para monitorear la química del CO 2 del agua de mar y la acidificación tanto en el océano abierto global como en algunos sistemas costeros. [17]
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 a la disociación térmica de los hidratos de gas marinos . [72] Los niveles elevados de CO 2 afectaron la biodiversidad. [73] La disminución de la saturación de CaCO 3 debido a la absorción de CO 2 vulcanógeno en el agua de mar se ha sugerido como un posible mecanismo de muerte durante la extinción masiva marina al final del Triásico . [74] 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 mayor actividad volcánica que disminuyó la sedimentación de carbonatos, lo que redujo la profundidad de compensación de carbonatos y el estado de saturación de carbonatos y una extinción marina coincidieron precisamente en el registro estratigráfico, [70] [69] [75] y (b) hubo una pronunciada selectividad de la extinción contra organismos con esqueletos aragoníticos gruesos, [70] [76] [ 77] que se predice a partir de estudios experimentales. [78] También se ha sugerido que la acidificación de los océanos es una de las causas de la extinción masiva del final del Pérmico [66] [65] y de la crisis del final del Cretácico. [71] En general, múltiples factores de estrés climático, incluida la acidificación de los océanos, fueron probablemente la causa de los eventos de extinción geológica. [72]
El ejemplo más notable de acidificación de los océanos es el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), que ocurrió hace aproximadamente 56 millones de años, cuando cantidades masivas de carbono ingresaron al océano y a la atmósfera, y provocaron la disolución de sedimentos carbonatados en muchas cuencas oceánicas. [73] Los métodos geoquímicos relativamente nuevos para probar el pH en el pasado indican que el pH cayó 0,3 unidades en todo el PETM. [79] [80] Un estudio que resuelve el sistema de carbonato marino para el estado de saturación muestra que puede no cambiar mucho durante el PETM, 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 indirectos más potentes para probar el estado de saturación y evaluar en qué medida este cambio de pH puede haber afectado a los organismos calcificantes.
Valores futuros previstos
CO2 in situ 2Sensor de concentración (SAMI-CO 2 ), adjunto 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 mayor que en el pasado geológico. Este cambio más rápido impide que los organismos se adapten gradualmente y evita que se active la retroalimentación del ciclo climático 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 en los últimos 300 millones de años. [81] [71] 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. [82] [14] Estos cambios esperados se consideran sin precedentes en el registro geológico. [83] [84] [85] En combinación con otros cambios biogeoquímicos del océano , esta caída en el valor del pH podría socavar el funcionamiento de los ecosistemas marinos e interrumpir el suministro de muchos bienes y servicios asociados con el océano, a partir de 2100. [ 86]
El alcance de nuevos cambios en la química de los océanos, incluido el pH de los océanos, dependerá de los esfuerzos de mitigación del cambio climático realizados por las naciones y sus gobiernos. [49] Se modelan diferentes escenarios de cambios socioeconómicos globales proyectados utilizando los escenarios de Vías Socioeconómicas Compartidas (SSP).
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 finales de este siglo, en comparación con finales del siglo XIX. [87] : 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 calcificadores oceánicos
Se muestra una concha de pterópodo disolviéndose con el tiempo en agua de mar con un pH más bajo. Cuando el océano absorbe el 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 insalubre que muestra los efectos de la acidificación del océano, incluidas crestas de concha irregulares que se disuelven en la superficie superior, una concha turbia en el cuadrante inferior derecho y abrasiones graves 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 debidos a la acidificación de los océanos son complejas, pero parece probable que muchas especies calcificadas se vean afectadas negativamente por la acidificación de los océanos. [17] [20] : 413 La creciente acidificación de los océanos hace que sea más difícil para los organismos que acumulan caparazones acceder a los iones de carbonato, esenciales para la producción de su caparazón exoesquelético duro. [88] Los organismos calcificantes oceánicos abarcan la cadena alimentaria desde autótrofos a heterótrofos e incluyen organismos como cocolitóforos , corales , foraminíferos , equinodermos , crustáceos y moluscos . [86] [89]
En general, todos los ecosistemas marinos de la Tierra estarán expuestos a cambios en la acidificación y a varios otros cambios biogeoquímicos de los océanos. [90] La acidificación de los océanos puede obligar a algunos organismos a reasignar recursos lejos de puntos finales productivos para mantener la calcificación. [91] Por ejemplo, se reconoce que la ostra Magallana gigas experimenta cambios metabólicos junto con tasas de calcificación alteradas debido a compensaciones energéticas resultantes de desequilibrios del pH. [92]
En condiciones normales, la calcita y el aragonito son estables en aguas superficiales ya que los iones carbonato están sobresaturados con respecto al agua de mar. Sin embargo, a medida que cae el pH del océano, la concentración de iones carbonato también disminuye. De este modo, el carbonato de calcio se subsatura y las estructuras hechas de carbonato de calcio son vulnerables al estrés de calcificación y a la disolución. [93] En particular, los estudios muestran que los corales, [94] [95] cocolitóforos, [89] [27] [96] algas coralinas, [97] foraminíferos, [98] mariscos y pterópodos [99] experimentan una calcificación reducida o una mayor disolución cuando se expone a niveles elevados de CO 2 . Incluso con prácticas activas de conservación marina, puede resultar imposible recuperar muchas poblaciones anteriores de mariscos. [100]
Algunos estudios han encontrado diferentes respuestas a la acidificación de los océanos, con un aumento de la calcificación de los cocolitóforos y de la fotosíntesis cuando la pCO 2 atmosférica es elevada , [101] y una disminución igual en la producción primaria y la calcificación en respuesta al CO 2 elevado , [102] o la dirección del océano. respuesta que varía entre especies. [103]
De manera similar, la estrella de mar, Pisaster ochraceus , muestra un mayor crecimiento en aguas con mayor acidez. [104]
La reducción de la calcificación debido a la acidificación de los océanos puede afectar el secuestro biológico de carbono de la atmósfera hacia el interior del océano y los sedimentos del fondo marino , debilitando la llamada bomba biológica . [71] La acidificación del agua de mar también podría reducir el tamaño del fitoplancton antártico, haciéndolo menos eficaz para almacenar carbono. [105] Estos cambios se estudian y sintetizan cada vez más mediante el uso de marcos fisiológicos, incluido el marco de la vía de resultados adversos (AOP) . [92]
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 en 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 sobre la cobertura de nubes oceánicas. [106] Un estudio realizado en 2008 que examinó un núcleo de sedimento del Atlántico norte encontró que, si bien la composición de especies de cocolitofóridos se mantuvo sin cambios durante el período industrial de 1780 a 2004, la calcificación de los cocolitos aumentó hasta en un 40% durante el mismo tiempo. [101]
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 derivadas del calentamiento y la acidificación de los océanos, la contaminación y los daños físicos causados por actividades como la pesca, y se espera que estas presiones se intensifiquen. [107] [20] : 416
El líquido de los compartimentos internos (el celenterón) donde los corales desarrollan su exoesqueleto también es extremadamente importante para el crecimiento de la calcificación. Cuando el estado de saturación de la aragonita en el agua de mar externa está a niveles ambientales, los corales harán crecer sus cristales de aragonita rápidamente en sus compartimentos internos, por lo que su exoesqueleto crece rápidamente. Si el estado de saturación de la aragonita 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 su crecimiento porque bombear aragonito al compartimento interno no será energéticamente favorable. [108] Bajo la progresión actual de las emisiones de carbono, alrededor del 70% de los corales de aguas frías del Atlántico Norte vivirán en aguas corrosivas entre 2050 y 2060. [109]
Las condiciones acidificadas reducen principalmente la capacidad del coral para construir exoesqueletos densos, en lugar de afectar la extensión lineal del exoesqueleto. La densidad de algunas especies de corales podría reducirse en más de un 20% a finales de este siglo. [110]
Un experimento in situ , realizado en una zona de 400 m2 de la Gran Barrera de Coral , para disminuir el nivel de CO 2 del agua de mar (aumentar el pH) hasta cerca del valor preindustrial mostró un aumento del 7% en la calcificación neta. [111] Un experimento similar para elevar el nivel de CO 2 del agua de mar in situ (pH más bajo) a un nivel esperado poco después de 2050 encontró que la calcificación neta disminuyó un 34%. [112]
Sin embargo, un estudio de campo del arrecife de coral en Queensland y Australia Occidental de 2007 a 2012 encontró que los corales son más resistentes a los cambios de pH ambientales 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. [113]
Estudios en sitios de filtración de dióxido de carbono
En algunos lugares, el dióxido de carbono brota del fondo del mar, cambiando 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. [114] 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 la disminución de la diversidad de especies de coral. [115] 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 con pH bajo.
Pterópodos y estrellas quebradizas
Los pterópodos y las estrellas frágiles forman la base de las redes alimentarias del Ártico y ambos están gravemente dañados por la acidificación. Las cáscaras de los pterópodos se disuelven a medida que aumenta la acidificación y las estrellas frágiles pierden masa muscular cuando les vuelven a crecer los apéndices . [116] Para que los pterópodos creen conchas, necesitan aragonita, que se produce a través de iones de carbonato y calcio y estroncio disueltos. Los pterópodos se ven gravemente afectados porque los crecientes niveles de acidificación han disminuido constantemente la cantidad de agua sobresaturada con carbonato. [117] 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 a la aragonita. [118] [119] [120]
Los huevos de la estrella frágil mueren a los pocos días cuando se exponen a las condiciones esperadas resultantes de la acidificación del Ártico. [121] De manera similar, cuando se expusieron en experimentos a un pH reducido entre 0,2 y 0,4, menos del 0,1 por ciento de las larvas de una estrella frágil de zonas templadas , un pariente de la estrella de mar común , sobrevivieron más de ocho días. [86]
Otros impactos en los ecosistemas
Este mapa muestra cambios en el nivel de saturación de aragonita de las aguas superficiales del océano entre la década de 1880 y 2006-2015. La aragonita es una forma de carbonato de calcio que muchos animales marinos utilizan para construir sus esqueletos y caparazones. Cuanto menor es el nivel de saturación, más difícil les resulta a los organismos construir y mantener sus esqueletos y caparazones. Un cambio negativo representa una disminución de la saturación. [122]
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. [3] Por ejemplo, los elevados niveles oceánicos de CO 2 pueden producir CO 2Acidificación inducida por los fluidos corporales, conocida como hipercapnia . [123]
Se ha observado que el aumento de la acidez reduce las tasas metabólicas en el calamar gigante [124] y deprime las respuestas inmunes de los mejillones azules. [125]
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 mal formado en animales colocados en agua de mar con un pH más bajo. [126] Sin embargo, estos estudios están en curso y aún no hay una comprensión completa de estos procesos en los organismos o ecosistemas marinos . [127]
Propiedades acústicas
Otra posible ruta hacia los impactos en los ecosistemas es a través de la bioacústica . Esto puede ocurrir porque la acidificación de los océanos puede alterar las propiedades acústicas del agua de mar, permitiendo que el sonido se propague más y aumentando el ruido del océano. [128] Esto afecta a todos los animales que utilizan el sonido para la ecolocalización o la comunicación . [129]
Algas y pastos marinos
Otro posible efecto sería un aumento en los eventos de proliferación de algas nocivas , lo que podría contribuir a la acumulación de toxinas ( ácido domoico , brevetoxina , saxitoxina ) en pequeños organismos como las anchoas y los mariscos , aumentando a su vez los casos de intoxicación amnésica por mariscos , intoxicación neurotóxica por mariscos. e intoxicación paralizante por mariscos . [130] Aunque la proliferación de algas puede ser dañina, otros organismos fotosintéticos beneficiosos pueden beneficiarse del aumento de los niveles de dióxido de carbono. Lo más importante es que las praderas marinas se beneficiarán. [131] La investigación encontró que a medida que los pastos marinos aumentaban su actividad fotosintética, las tasas de calcificación de las algas calcificantes aumentaban, probablemente porque la actividad fotosintética localizada absorbía dióxido de carbono y elevaba el pH local. [131]
Larvas de peces
La acidificación de los océanos también puede tener efectos sobre las larvas de peces marinos . Afecta internamente a sus sistemas olfativos, que es una parte crucial de su desarrollo temprano. Las larvas del pez payaso anaranjado viven principalmente en arrecifes oceánicos rodeados de islas vegetales [ se necesita aclaración ] . [113] Se sabe que las larvas usan su sentido del olfato para detectar las diferencias entre los arrecifes rodeados por islas vegetativas y los arrecifes no rodeados por islas vegetativas. [113] Las larvas de pez payaso deben 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 de nuestro océano actual. [113] Para probar los efectos de diferentes niveles de pH, el agua de mar se modificó a otros dos niveles de pH, que correspondían con modelos de cambio climático que predicen niveles futuros de CO 2 atmosférico . [113] En el año 2100 el modelo proyecta posibles niveles de CO 2 de 1.000 ppm, lo que se correlaciona con el 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 al nivel actual del océano. [113] A un pH de 7,6 ± 0,05, las larvas no reaccionaron a ningún tipo de señal. Sin embargo, un metaanálisis publicado en 2022 encontró 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. [132]
Los embriones de anguila, una especie "en peligro crítico" [133] pero profunda [ se necesita aclaración ] en la acuicultura, también se están viendo afectados por la acidificación de los océanos, específicamente la anguila europea . Aunque pasan la mayor parte de su vida en agua dulce, normalmente en ríos, arroyos o estuarios, van a desovar y morir al mar de los Sargazos . Aquí es donde las anguilas europeas están experimentando los efectos de la acidificación en una de las etapas clave de su vida.
Los embriones y larvas de peces suelen ser más sensibles a los cambios de pH que los adultos, ya que los órganos para regular el pH no están completamente desarrollados. [134] Debido a esto, los embriones de anguila europea son más vulnerables a los cambios en el pH en el Mar de los Sargazos. En 2021 se llevó a cabo 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 pCO 2 oceánicas previstas para finales de siglo puede afectar el desarrollo normal de esta especie en la naturaleza durante etapas tempranas sensibles de la historia de la vida con capacidades de respuesta fisiológica limitadas, mientras que la acidificación extrema influiría negativamente en la supervivencia y el desarrollo embrionario en condiciones de criadero. . [135]
Efectos compuestos de acidificación, calentamiento y desoxigenación.
Impulsores de la hipoxia y la intensificación de la acidificación de los océanos en los sistemas de surgencias de la plataforma. Los vientos 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 (DIC) desde arriba de la zona mínima de oxígeno . Los gradientes entre plataformas en la productividad y los tiempos de residencia del agua del fondo impulsan la disminución (aumento) de la fuerza de OD (DIC) a medida que el agua transita a través de una plataforma continental productiva . [136] [137]
Existe una gran cantidad de investigaciones que demuestran que una combinación de acidificación de los océanos y temperatura elevada de los océanos tiene un efecto compuesto sobre la vida marina y el medio ambiente del océano. Este efecto supera con creces el impacto dañino individual de cualquiera de ellos. [138] Además, el calentamiento de los océanos, junto con el aumento de la productividad del fitoplancton debido a niveles más altos de CO 2 , exacerba la desoxigenación de los océanos . La desoxigenación de las aguas oceánicas es un factor estresante adicional para los organismos marinos que aumenta la estratificación de los océanos , limitando así los nutrientes con el tiempo y reduciendo los gradientes biológicos. [139] [140]
Los metaanálisis han cuantificado la dirección y la magnitud de los efectos nocivos de la acidificación, el calentamiento y la desoxigenación de los océanos combinados. [141] [142] Estos metanálisis han sido probados adicionalmente mediante estudios de mesocosmos que simularon la interacción de estos factores estresantes y encontraron un efecto catastrófico en la red alimentaria marina: el estrés térmico niega con creces el aumento de la productividad de cualquier productor primario a herbívoro desde niveles elevados. CO2 . _ [143] [144]
Impactos en la economía y las sociedades
El aumento de la acidez de los océanos desacelera la tasa de calcificación del agua salada, lo que da lugar a arrecifes de coral más pequeños y de crecimiento más lento que sustentan aproximadamente el 25% de la vida marina. [145] [146] Los impactos son de gran alcance, desde las pesquerías y los entornos costeros hasta las profundidades más profundas del océano. [17] El aumento de la acidez del océano no sólo mata a los corales, sino también a la población tremendamente diversa de habitantes marinos que sustentan los arrecifes de coral. [147]
Alrededor de mil millones de personas dependen total o parcialmente de los servicios de pesca, turismo y gestión costera que proporcionan los arrecifes de coral. Por lo tanto, la actual acidificación de los océanos puede amenazar las futuras cadenas alimentarias vinculadas a los océanos. [8] [9]
Ártico
En el Ártico, la pesca comercial está amenazada porque la acidificación daña 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 organismos pequeños hasta depredadores más grandes. Por ejemplo, los pterópodos son "una presa clave de varios depredadores superiores: plancton más grande, peces, aves marinas y ballenas". [148] Tanto los pterópodos como las estrellas de mar sirven como una fuente importante de alimento y su eliminación de la red alimentaria simple representaría una grave amenaza para todo el ecosistema. Los efectos sobre los organismos calcificantes en la base de las redes alimentarias podrían potencialmente destruir la pesca.
Pesquerías comerciales de EE. UU.
Una langosta americana adulta descansa en el fondo del mar. Rhode Island, isla holandesa, condado de Newport.
El valor del pescado capturado en las pesquerías comerciales estadounidenses en 2007 fue valorado en 3.800 millones de dólares y de ese total, el 73% procedía de calcificadores y sus depredadores directos. [149] Otros organismos resultan directamente perjudicados como resultado de la acidificación. Por ejemplo, la disminución en el crecimiento de calcificadores marinos como la langosta americana , el quahog marino y las vieiras significa que hay menos carne de mariscos disponible para la venta y el consumo. [150] La pesca del cangrejo real rojo también corre una grave amenaza porque los cangrejos también son calcificadores. Las crías de cangrejo real rojo, cuando se expusieron a mayores niveles de acidificación, experimentaron una mortalidad del 100% después de 95 días. [151] En 2006, el cangrejo real rojo representó el 23% de los niveles totales de captura recomendados y una disminución grave en la población de cangrejo rojo amenazaría la industria de recolección de cangrejo. [152]
Los enfoques que eliminan el dióxido de carbono del océano incluyen la fertilización con nutrientes del océano , el afloramiento y descenso artificial , el cultivo de algas marinas , la recuperación de ecosistemas, la mejora de la alcalinidad del océano, la erosión mejorada y los procesos electroquímicos. [153] : 12–36 Todos estos métodos utilizan el océano para eliminar el CO 2 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 CDR ha crecido mucho desde 2019. [85]
En total, "los métodos basados en el océano tienen un potencial combinado para eliminar entre 1 y 100 gigatoneladas de CO 2 por año". [154] : TS-94 Sus costos son del orden de 40 a 500 dólares por tonelada de CO 2 . Por ejemplo, una mayor meteorización podría eliminar entre 2 y 4 gigatoneladas de CO 2 al año. Esta tecnología tiene un costo de 50 a 200 dólares por tonelada de CO 2 . [154] : 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. [85] Con el tiempo, debido a la difusión, esa adición de alcalinidad será bastante pequeña en aguas distantes. Por eso se utiliza el término mitigación local de la acidificación de los océanos . Ambas tecnologías tienen el potencial de operar a gran escala y ser eficientes en la eliminación de dióxido de carbono. [85] : Tabla 9.1 Sin embargo, son costosos, tienen muchos riesgos y efectos secundarios y actualmente tienen un bajo nivel de preparación tecnológica . [153] : 12–36
Mejora de la alcalinidad del océano
La mejora de la alcalinidad del océano (OAE) es un "método de eliminación de dióxido de carbono (CDR) propuesto que implica la deposición de minerales alcalinos o sus productos de disociación en la superficie del océano". [33] : 2241 El proceso aumentaría la alcalinidad total de la superficie. Funcionaría para aumentar la absorción de CO 2 por parte de los océanos . El proceso consiste en aumentar la cantidad de bicarbonato (HCO 3 -) mediante la meteorización acelerada ( enhanced meteoring ) de las rocas ( silicato , caliza y cal viva ). [85] : 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 precipitar en carbonato de calcio (CaCO 3 ). Cuando el carbonato de calcio se entierra en las profundidades del océano, puede retener el carbono indefinidamente cuando se utilizan rocas de silicato.
La erosión mejorada es un tipo de mejora de la alcalinidad del océano. La erosión mejorada aumenta la alcalinidad al dispersar partículas finas de roca. Esto puede suceder en la tierra y en el océano (aunque el resultado eventualmente afecte al océano).
Además de secuestrar CO 2 , 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 de fuentes naturales. [85] Por ejemplo, la erosión de algunas rocas de silicato podría liberar una gran cantidad de metales traza en el sitio de erosión.
El costo y la energía consumidos por la mejora de la alcalinidad del océano (minería, pulverización, transporte) son altos en comparación con otras técnicas de CDR. [85] El costo se estima entre 20 y 50 dólares por tonelada de CO 2 (por "adición directa de minerales alcalinos al océano"). [153] : 12–50
El carbono secuestrado como 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 para capturar el CO2 transportado por el agua. [155]
Métodos electroquímicos
Los métodos electroquímicos, o electrólisis , pueden extraer dióxido de carbono directamente del agua de mar. [85] Los procesos electroquímicos también son un tipo de mejora de la alcalinidad del océano. Algunos métodos se centran en la eliminación directa de CO 2 (en forma de carbonato y gas CO 2 ), mientras que otros aumentan la alcalinidad del agua de mar precipitando residuos de hidróxido metálico, que absorbe CO 2 en una materia descrita en la sección de mejora de la alcalinidad del océano. El hidrógeno producido durante la captura directa de carbono se puede reciclar para formar hidrógeno para el consumo de energía 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 por el proceso es alta en comparación con otras técnicas de CDR. [85] Además, se están realizando investigaciones para evaluar el impacto ambiental de este proceso. Algunas complicaciones incluyen productos químicos tóxicos en las aguas residuales y reducción del DIC en los efluentes; Ambos pueden afectar negativamente la vida marina. [85]
A medida que crece la conciencia sobre la acidificación de los océanos, se han redactado políticas orientadas a aumentar los esfuerzos de seguimiento de la acidificación de los océanos. [156] Anteriormente, en 2015, el científico oceánico Jean-Pierre Gattuso había comentado que "El océano ha sido mínimamente considerado en negociaciones climáticas anteriores. Nuestro estudio proporciona argumentos convincentes para un cambio radical en la conferencia de la ONU (en París) sobre el cambio climático". [157]
Los esfuerzos internacionales, como el Convenio de Cartagena de las Naciones Unidas (que entró en vigor en 1986), [158] son fundamentales para mejorar el apoyo brindado por los gobiernos regionales a áreas altamente vulnerables a la acidificación de los océanos. Muchos países, por ejemplo en las Islas y Territorios del Pacífico, han elaborado políticas regionales, o Políticas Oceánicas Nacionales, Planes de Acción Nacionales, Planes de Acción Nacionales de Adaptación y Planes de Acción Nacionales Conjuntos sobre el Cambio Climático y la Reducción del Riesgo de Desastres, para ayudar a trabajar hacia el ODS 14. . La acidificación de los océanos está empezando a considerarse dentro de esos marcos. [159]
Década de los Océanos de la ONU
La Década de los Océanos de la ONU tiene un programa llamado "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 respaldado formalmente como programa del Decenio de las Naciones Unidas de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible. [160] [161] El programa OARS se basa en el trabajo de GOA-ON y tiene los siguientes objetivos: seguir desarrollando la ciencia de la acidificación de los océanos; aumentar las observaciones de los cambios en la química de los océanos; identificar los impactos sobre los ecosistemas marinos a escala local y global; y proporcionar a los responsables 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. [162] Estos indicadores son un conjunto de parámetros que describen el cambio climático sin reducir el cambio climático a solo un aumento de la temperatura . Los indicadores incluyen información clave para los ámbitos más relevantes del cambio climático: temperatura y energía, composición atmosférica, océanos 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 Global de Observación del Clima (GCOS). [163] 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 global, 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 , [10] que llama a "conservar y utilizar de forma sostenible los océanos, mares y 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". [164] Esta meta tiene un indicador: el indicador 14.3.1, que exige la "Acidez marina promedio ( pH ) medida en un conjunto acordado de estaciones de muestreo representativas". [165]
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 de progreso a las Naciones Unidas. [166] [167]
Políticas a nivel de país
Estados Unidos
En los Estados Unidos, la Ley Federal de Investigación y Vigilancia 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). [168] [169] En 2015, la USEPA denegó una petición de ciudadanos que pedía a la EPA que regulara el CO 2 en virtud de la Ley de Control de Sustancias Tóxicas de 1976 para mitigar la acidificación de los océanos. [170] [171] En la negación, la EPA dijo que los riesgos de la acidificación de los océanos se estaban "abordando de manera más eficiente y efectiva" mediante acciones internas, por ejemplo, bajo el Plan Presidencial de Acción Climática , 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. [172]
Historia
Desde hace varias décadas se investiga el fenómeno de la acidificación de los océanos, así como se conciencia sobre el problema. La investigación fundamental realmente comenzó con la creación de la escala de pH por el químico danés Søren Peder Lauritz Sørensen en 1909. [173] Alrededor de la década de 1950, los especialistas conocían el enorme papel del océano en la absorción de CO 2 de combustibles fósiles, pero no lo apreciaban. la gran comunidad científica. [174] Durante gran parte del siglo XX, el enfoque dominante ha sido el proceso beneficioso de absorción oceánica de CO 2 , que ha mejorado enormemente el cambio climático. El concepto de "algo demasiado bueno" tardó en desarrollarse y fue desencadenado sólo por algunos acontecimientos clave, y el sumidero oceánico de calor y CO 2 sigue siendo fundamental como principal amortiguador contra el cambio climático. [174]
A principios de la década de 1970 ya estaban surgiendo en todo el mundo preguntas sobre el impacto a largo plazo de la acumulación de CO 2 como combustible fósil en el mar, lo que provocó un fuerte debate. Los investigadores comentaron sobre la acumulación de CO 2 fósil en la atmósfera y el mar y llamaron la atención sobre los posibles impactos sobre la vida marina. A mediados de la década de 1990, el probable impacto del aumento tan alto de los niveles de CO 2 con los inevitables cambios en el pH y los iones de carbonato se convirtió en una preocupación para los científicos que estudiaban el destino de los arrecifes de coral. [174]
A finales del siglo XX, las compensaciones entre el papel beneficioso del océano al absorber alrededor del 90 % de todo el calor creado y la acumulación de alrededor del 50 % de todo el CO 2 emitido por combustibles fósiles , y los impactos sobre la vida marina eran cada vez más claro. En 2003, cuando se planificaba la reunión del "Primer Simposio sobre el océano en un mundo con altas emisiones de CO2 " , que se celebraría en París en 2004, se publicaron muchos resultados de investigaciones nuevas sobre la acidificación de los océanos. [174]
En 2009, los miembros del Panel InterAcademy pidieron a los líderes mundiales "Reconocer que reducir la acumulación de CO 2 en la atmósfera es la única solución practicable para mitigar la acidificación de los océanos". [175] La declaración también destacó la importancia de "revitalizar las medidas para reducir los factores de estrés, como la sobrepesca y la contaminación , en los ecosistemas marinos para aumentar la resiliencia a la acidificación de los océanos". [176]
Por ejemplo, una investigación realizada en 2010 encontró que solo en el período de 15 años 1995-2010, la acidez había aumentado un 6 por ciento en los 100 metros superiores del Océano Pacífico, desde Hawaii hasta Alaska. [48]
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 los cálculos iniciales habían sugerido. Es otra razón más para estar muy seriamente preocupados por la cantidad de dióxido de carbono que "Está en la atmósfera ahora y la cantidad adicional la seguiremos emitiendo". [177]
Un estudio de 2013 encontró que la acidez aumentaba a un ritmo 10 veces más rápido que en cualquiera de las crisis evolutivas en la historia de la Tierra. [178]
El "Tercer Simposio sobre el océano en un mundo con altas emisiones de CO 2 " tuvo lugar en Monterey, California, en 2012. El resumen de la conferencia para los responsables políticos afirmaba que "la investigación sobre la acidificación de los océanos está creciendo rápidamente". [94]
En un informe de síntesis publicado en Science en 2015, 22 destacados científicos marinos afirmaron que el CO 2 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 de la Tierra). [157] 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. [157]
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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)
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