10 Minute
Noi cercetări arată că sistemele de rezurgere costieră (upwelling) accelerează acidifierea oceanelor mult peste mediile globale, punând în pericol pescăriile, ecosistemele marine și economiile de coastă. Combinând înregistrări istorice pe secole extrase din cruste de corali cu modele oceanice regionale, oamenii de știință avertizează că unele zone de coastă vor înregistra scăderi ale pH-ului apei de mare mai rapide decât s-a anticipat anterior pe măsură ce CO2-ul atmosferic crește.
Cercetătorii au descoperit că marile sisteme de upwelling intensifică acidifierea oceanică mai rapid decât se estima, sporind riscurile pentru viața marină și economiile costiere.
De ce rezurgerea acționează ca un amplificator al acidifierii
Rezurgerea costieră (upwelling) este un proces oceanic natural prin care apa rece, bogată în nutrienți, este adusă la suprafață de-a lungul marginilor continentale. Acea apă adâncă conține în mod natural concentrații mai mari de CO2, pentru că microbii descompun materia organică care coboară spre adâncuri, eliberând carbon și sporind aciditatea. Când aceste mase de apă ajung la suprafață, ele interacționează cu atmosfera, iar creșterea continuă a CO2-ului antropogenic amplifică aciditatea deja existentă.
Pe înțelesul tuturor: rezurgerea pornește de la ape care sunt deja mai acide, iar sporirea concentrației atmosferice de CO2 face acele ape și mai corozive pentru organismele marine care își construiesc cochilii și schelete din carbonat de calciu. Această dinamică transformă zonele de upwelling în puncte sensibile pentru acidifierea locală, explicând de ce pH-ul poate scădea mai rapid acolo decât în mediile oceanice deschise.
În plus, intensitatea și frecvența evenimentelor de rezurgere pot varia din cauza modificărilor climatice și a variabilității interanuale (de exemplu El Niño/La Niña), ceea ce complică estimările privind evoluția pH-ului local. Această combinație între forțele naturale și presiunea antropogenă face ca upwelling-ul să funcționeze ca un multiplicator regional al efectelor acidifierii oceanice.
Moduri fizico-chimice prin care CO2-ul afectează pH-ul
Când dioxidul de carbon se dizolvă în apă, el formează acid carbonic, care disociază în ioni bicarbonat și hidrogen. Creșterea ionilor de hidrogen determină scăderea pH-ului și reduce disponibilitatea ionilor carbonat necesari formării carbonatului de calciu. Organismele calcifiante — moluște, unele tipuri de plancton și algele coralline — depind de acești ioni carbonat pentru a-și construi cochiliile și scheletele; reducerea acestora duce la coeziune slabă a cochiliilor, creștere încetinită și, în cazuri severe, dizolvare parțială a structurilor lor calcificate.
Cum oamenii de știință au reconstruit un secol de schimbări
Cercetătorii de la University of St Andrews au folosit scheletele coraliere ca arhive naturale ale chimiei apei marine din trecut. Coralii încorporează izotopi de bor în scheletele lor de aragonit într-un mod care păstrează semnătura pH-ului apei de mare la momentul formării. Prin măsurarea semnăturilor izotopice ale borului în mostre de corali care acoperă secolul XX, echipa a reconstruit tendințele pH-ului pe decenii, obținând o secvență temporală prețioasă, numită paleoproxi.
Aceste proxy-uri paleoklimatice au fost corelate cu un model oceanic regional de înaltă rezoluție, axat pe Curentul California — un sistem canonical de upwelling la frontiera estică a oceanului — pentru a proiecta modul în care acidifierea va evolua pe parcursul secolului XXI în scenarii cu emisii continue de CO2. Modelele indică faptul că sistemele de rezurgere nu doar urmează tendințele globale, ci le pot amplifica local, generând rate de scădere a pH-ului semnificativ mai mari decât media globală.
Mecanica reconstrucției combină dovezi empirice (înregistrări de izotopi și concentrații chimice) cu simulări fizice care includ circulația costieră, schimbul gazelor la interfața aer-mare și suprapunerea semnalelor naturale (variabilitate climatică) cu trendul uman de creștere a CO2-ului. Această abordare multi-disciplinară crește încrederea în concluzii și oferă un cadru pentru evaluarea riscurilor regionale asociate acidifierii.
Detalii tehnice despre măsurători și incertitudini
Măsurarea izotopilor de bor (δ11B) în aragonitul coralilor este o tehnică bine stabilită, dar implică incertitudini legate de diagrama de partajare a boronului între apă și aragonit, variațiile de temperatură și posibile efecte biologice interne (vital effects). Pentru a reduce erorile, studiile calibrate folosesc mostre replicate, corelări cu măsurători instrumentale recente ale pH-ului și analize statistice riguroase care țin cont de variabilitatea naturală.
Modelele regionale, la rândul lor, necesită forțări atmosferice precise, date de boundary conditions și parametrizări pentru procese sub-grid (mixing turbulent, interacțiuni biogeochimice). Prin rularea unor experimente de sensibilitate și scenarii alternative de emisii (de exemplu RCP sau SSP), cercetătorii pot estima intervale de încredere pentru proiecțiile pH-ului și pot identifica factorii care determină variabilitatea regională.
Impacturi asupra pescăriilor, ecosistemelor și comunităților de coastă
Zonelor de upwelling le revine o importanță deosebită: sunt printre regiunile oceanice cu cea mai mare productivitate biologică, susținând pescării comerciale semnificative și lanțuri trofice marine diverse. Acidifierea accelerată amenință organismele calcifiante — precum moluștele, anumite tipuri de plancton (ex. foraminifere, pteropode) și algele coralline — care compun baza multor rețele trofice costiere. Efectele se propagă: formarea redusă a cochiliilor și creșterea lentă a speciilor cheie pot reduce stocurile de pește, perturba acvacultura și pune în pericol mijloacele de trai ale comunităților de coastă.
Impacturile sunt adesea cumulative: acidifierea se poate suprapune peste încălzirea apelor, scăderea oxigenului dizolvat (dezoxigenare) și modificări ale curenților, amplificând stresul asupra speciilor. Astfel, regiuni care depind economic de moluște și pescuitul de litoral devin vulnerabile la șocuri ecologice și economice, iar adaptarea devine din ce în ce mai urgentă.
De exemplu, în fermele de scoici sau midii, variațiile de pH pot reduce rata de supraviețuire a larvelor, compromițând repopularea și productivitatea. Pentru pescăriile comerciale, diminuarea biomasei de bază trofică poate conduce la scăderi ale capturilor pescuite și la presiuni socio-economice pe comunități locale. Impactul asupra ecosistemelor protejate sau a zonelor sensibile ecologic (recifuri de corali, pajiști de alge) poate fi ireversibil în absența măsurilor adecvate de conservare și adaptare.
Politică și soluții: de ce reducerea CO2 rămâne esențială
Deoarece acidifierea oceanică este strâns legată de concentrațiile atmosferice de CO2, cel mai eficient remediu pe termen lung este reducerea emisiilor. Tranziția către tehnologii energetice mai curate și sisteme cu emisii reduse de carbon — surse regenerabile, pompele de căldură eficiente, vehicule electrice și eficiență energetică sporită — taie același CO2 care alimentează atât încălzirea climatică, cât și acidifierea oceanelor.
Pe plan local, măsurile de adaptare pot oferi timp industriilor costiere pentru a se ajusta. Exemple practice includ selecția genetică și reproducerea selectivă a speciilor de acvacultură mai rezistente la variații de pH, utilarea incubatoarelor cu sisteme de tamponare a apei (buffered hatcheries) și implementarea sistemelor de monitorizare timpurie a pH-ului și a condițiilor oceanografice. Astfel de măsuri reduc riscurile imediate, dar nu înlocuiesc necesitatea reducerii emisiilor la scară globală.
Un co-autor al studiului a subliniat că prezicerea răspunsului sistemelor de rezurgere necesită separarea variabilității naturale de influența umană. Această complexitate impune mai multe înregistrări regionale și modele țintite pentru a estima riscurile locale și a sprijini planificarea costieră. Politicile integrative care combină reducerea emisiilor, managementul adaptativ al pescăriilor și investițiile în infrastructuri reziliente oferă cea mai bună posibilitate de diminuare a impacturilor pe termen lung.
Zonele marine costești devin mai acide decât se credea anterior.
Ce înseamnă aceasta la scară globală
Deși studiul a fost centrat pe Curentul California, concluziile sale sunt un avertisment pentru alte mari sisteme de rezurgere: Curentul Humboldt din America de Sud, curenții Benguela și Canaria din vestul Africii și multe alte zone costiere similare la nivel global. Oriunde apare rezurgerea, comunitățile ar trebui să se aștepte la riscuri amplificate de acidifiere și să se pregătească prin politici regionale și măsuri de adaptare.
La nivel global, aceste rezultate subliniază necesitatea unei arhitecturi de politică climatică care să integreze gestionarea oceanică regională cu obiectivele naționale și internaționale de reducere a emisiilor. Asta include cooperarea transnațională pentru monitorizare oceanică, finanțarea cercetării pe termen lung (arhive paleoceanografice, stații de monitorizare a pH-ului) și sprijin financiar pentru comunitățile dependente de resursele marine afectate.
Perspective ale experților
Dr. Elena Morris, o biogeochimistă marină neimplicată în studiu, comentează: 'Această lucrare reamintește că procesele oceanice regionale pot modifica narațiunea oferită de mediile globale. Pentru comunitățile de coastă, monitorizarea locală și gestionarea adaptivă a pescăriilor vor fi la fel de critice ca și reducerea globală a emisiilor.' Această observație reflectă o perspectivă largă: combinația între acțiuni locale și angajamente globale este esențială pentru atenuarea riscurilor.
Înțelegerea tendințelor locale de acidifiere furnizează factorilor de decizie și managerilor de resurse dovezile necesare pentru a prioritiza intervențiile, a direcționa monitorizarea și a sprijini industriile cele mai expuse. Cercetările continue care îmbină proxy-urile istorice cu modelarea regională vor rafina proiecțiile și vor ghida răspunsurile acolo unde sunt cele mai necesare.
În final, combinarea datelor paleoclimatice, a observațiilor moderne și a simulărilor regionale oferă un tablou mai complet al riscurilor viitoare: nu doar că acidifierea este în curs de accelerare în anumite regiuni costiere, dar și că răspunsurile eficiente necesită o combinație de politici de reducere a emisiilor, management local adaptativ și investiții în cercetare și monitorizare oceanică.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu