Why is it important?
Acidification can affect many marine organisms, but especially those that build their shells and skeletons from calcium carbonate, such as corals, oysters, clams, mussels, snails, and phytoplankton and zooplankton, the tiny plants and animals that form the base of the marine food web.
These “marine calcifiers” face two potential threats associated with ocean acidification: 1) Their shells and skeletons may dissolve more readily as ocean pH decreases and seawater becomes more corrosive; and 2) When CO2 dissolves in seawater, the water chemistry changes such that fewer carbonate ions, the primary building blocks for shells and skeletons, are available for uptake by marine organisms. Marine organisms that build shells or skeletons usually do so through an internal chemical process that converts bicarbonate to carbonate in order to form calcium carbonate.
Exactly how ocean acidification slows calcification rates, or shell formation, is not yet fully understood, but several mechanisms are being studied. Most hypotheses focus on the additional energy an organism must expend to build and maintain its calcium carbonate shells and skeletons in an increasingly corrosive environment. In the face of this extra energy expenditure, exposure to additional environmental stressors (increasing ocean temperatures, decreasing oxygen availability, disease, loss of habitat, etc.) will likely compound the problem.
These effects are already being documented in many marine organisms, particularly in tropical and deep-sea corals, which exhibit slower calcification rates under more acidic conditions. The impact on corals is of great concern because they produce massive calcium carbonate structures called reefs that provide habitat for many marine animals, including commercially important fish and shellfish species that use the reefs as nursery grounds. Coral reefs are vital to humans as sources of food and medicine, protection from storms, and the focus of eco-tourism. In addition to corals, studies have shown that acidification impairs the ability of some calcifying plankton, tiny floating plants and animals at the base of the food web, to build and maintain their shells. Scientists have also observed increased larval mortality rates of several commercially important fish and shellfish.
What can we expect in the future?
Ocean acidification is occurring at a rate 30 to100 times faster than at any time during the last several million years driven by the rapid growth rate atmospheric CO2 that is almost unprecedented over geologic history. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), economic and population scenarios predict that atmospheric CO2 levels could reach 500 ppm by 2050 and 800 ppm or more by the end of the century. This will not only lead to significant temperature increases in the atmosphere and ocean, but will further acidify ocean water, reducing the pH an estimated 0.3 to 0.4 units by 2100, a 150 percent increase in acidity over preindustrial times. Assuming a “business-as-usual” IPCC CO2 emission scenario, predictive models of ocean biogeochemistry project that surface waters of the Arctic and Southern Oceans will become undersaturated with aragonite (a more soluble form of calcium carbonate) within a few decades, meaning that these waters will become highly corrosive to the shells and skeletons of aragonite-producing marine calcifiers like planktonic marine snails known as pteropods.
Although ocean acidification has only recently emerged as a scientific issue, it has quickly raised serious concerns about the short-term impacts on marine organisms and the long-term health of the ocean. Scientists estimate that over the next few thousand years, 90 percent of anthropogenic CO2 emissions will be absorbed by the ocean. This may potentially affect biological and geochemical processes such as photosynthesis and nutrient cycling that are vital to marine ecosystems on which human society and many natural systems rely. At the same time, marine organisms will face the enormous challenge of adapting to ocean acidification, warming water, and declining subsurface-ocean oxygen concentrations.
มันเป็นสิ่งสำคัญทำไม?
กรดจะมีผลต่อชีวิตทางทะเลมาก แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่สร้างเปลือกและโครงกระดูกของพวกเขาจากแคลเซียมคาร์บอเนตเช่นปะการัง, หอยนางรม, หอย, หอยแมลงภู่, หอยทากและแพลงก์ตอนพืชและแพลงก์ตอนสัตว์, พืชเล็ก ๆ และสัตว์ที่รูปแบบ ฐานของสายใยอาหารทะเลเหล่านี้ "calcifiers ทะเล" ใบหน้าสองภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับกรดในมหาสมุทร: 1) เปลือกและโครงกระดูกของพวกเขาอาจละลายมากขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่การลดลงของค่าความเป็นกรดของมหาสมุทรและน้ำทะเลจะกลายเป็นกรดมากขึ้น และ 2) เมื่อ CO2 ละลายในน้ำทะเลมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของน้ำดังกล่าวว่าคาร์บอเนตไอออนที่น้อยกว่าการสร้างบล็อกหลักสำหรับหอยและโครงกระดูกที่มีอยู่สำหรับการบริโภคโดยมีชีวิตทางทะเล มีชีวิตทางทะเลที่สร้างเปลือกหอยหรือโครงกระดูกมักจะทำผ่านกระบวนการทางเคมีภายในที่แปลงไบคาร์บอเนตเพื่อคาร์บอเนตเพื่อให้รูปแบบแคลเซียมคาร์บอเนตว่าวิธีกรดในมหาสมุทรช้าอัตราการกลายเป็นปูนหรือการสร้างเปลือกยังไม่เข้าใจอย่างเต็มที่ แต่กลไกหลายกำลัง มีการศึกษา สมมติฐานส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นมีชีวิตจะต้องใช้จ่ายในการสร้างและรักษาแคลเซียมคาร์บอเนตเปลือกและโครงกระดูกในสภาพแวดล้อมกัดกร่อนมากขึ้น ในการเผชิญกับการใช้พลังงานนี้พิเศษสัมผัสกับความเครียดสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม (การเพิ่มอุณหภูมิน้ำทะเลลดลงพร้อมออกซิเจนโรค, การสูญเสียถิ่นที่อยู่อาศัยและอื่น ๆ ) มีแนวโน้มที่จะสารประกอบปัญหาผลกระทบเหล่านี้แล้วจะถูกบันทึกไว้ในชีวิตทางทะเลเป็นจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในเขตร้อนและทะเลลึกปะการังซึ่งแสดงอัตราแคลเซียมช้าลงภายใต้เงื่อนไขที่เป็นกรดมากขึ้น ส่งผลกระทบต่อแนวปะการังเป็นกังวลมากเพราะพวกเขาผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตโครงสร้างขนาดใหญ่ที่เรียกว่าแนวปะการังที่ให้ที่อยู่อาศัยสำหรับสัตว์ทะเลหลายชนิดรวมทั้งปลาและหอยที่สำคัญในเชิงพาณิชย์สายพันธุ์ที่ใช้แนวปะการังเป็นเหตุเด็ก แนวปะการังที่มีความสำคัญต่อมนุษย์เป็นแหล่งที่มาของอาหารและยาป้องกันจากพายุและจุดเน้นของการท่องเที่ยวเชิงนิเวศ นอกจากปะการังการศึกษาได้แสดงให้เห็นว่ากรดบั่นทอนความสามารถของบาง calcifying แพลงก์ตอนพืชที่ลอยน้ำขนาดเล็กและสัตว์ที่ฐานของสายใยอาหารเพื่อสร้างและรักษาเปลือกหอยของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งข้อสังเกตเพิ่มขึ้นอัตราการตายของตัวอ่อนของปลาที่สำคัญในเชิงพาณิชย์และหอยหลายสิ่งที่เราสามารถคาดหวังในอนาคตหรือไม่มหาสมุทรเป็นกรดจะเกิดขึ้นในอัตรา 30 ถึง 100 ครั้งเร็วกว่าในเวลาใด ๆ ในช่วงหลายล้านปีที่ผ่านมาผลักดันโดยการเติบโตอย่างรวดเร็ว คะแนน CO2 บรรยากาศที่เกือบจะไม่เคยมีมาในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา ตามที่คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) สถานการณ์ทางเศรษฐกิจและประชากรที่คาดการณ์ว่าระดับ CO2 ในชั้นบรรยากาศได้ถึง 500 พีพีเอ็มในปี 2050 และ 800 ส่วนในล้านส่วนหรือมากกว่าในตอนท้ายของศตวรรษที่ นี้จะไม่เพียงนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร แต่ต่อไปจะทำให้เป็นกรดของน้ำทะเลลดค่า pH ประมาณ 0.3-0.4 หน่วยโดย 2100, เพิ่มขึ้นร้อยละ 150 ในความเป็นกรดมากกว่าครั้งก่อนยุคอุตสาหกรรม สมมติว่าสถานการณ์การปล่อย CO2 IPCC "ธุรกิจตามปกติ" รูปแบบการพยากรณ์ของโครงการชีวธรณีเคมีมหาสมุทรที่พื้นผิวของน้ำทะเลอาร์กติกและใต้มหาสมุทรจะกลายเป็น undersaturated กับ aragonite (รูปแบบที่ละลายน้ำได้มากขึ้นของแคลเซียมคาร์บอเนต) ภายในไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาซึ่งหมายความว่า น้ำเหล่านี้จะกลายเป็นอย่างมากกัดกร่อนเปลือกและโครงกระดูกของ calcifiers ทะเล aragonite ผลิตเช่นหอยทากทะเล planktonic ที่รู้จักในฐานะ pteropods แม้ว่ากรดในมหาสมุทรได้โผล่ออกมาเมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นปัญหาทางวิทยาศาสตร์ก็มีการยกความกังวลอย่างจริงจังเกี่ยวกับผลกระทบในระยะสั้นได้อย่างรวดเร็ว สิ่งมีชีวิตทางทะเลและสุขภาพในระยะยาวของมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์ประมาณการว่าในช่วงไม่กี่พันปีข้างหน้าร้อยละ 90 ของการปล่อยก๊าซ CO2 ของมนุษย์จะถูกดูดซึมที่ริมทะเล ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางชีววิทยาและธรณีเคมีเช่นการสังเคราะห์แสงและสารอาหารที่การขี่จักรยานที่มีความสำคัญต่อระบบนิเวศทางทะเลที่สังคมมนุษย์และระบบธรรมชาติหลายพึ่งพา ในเวลาเดียวกัน, มีชีวิตทางทะเลจะเผชิญกับความท้าทายอย่างใหญ่หลวงของการปรับตัวเข้ากับกรดในมหาสมุทรน้ำร้อนและลดลงดินมหาสมุทรความเข้มข้นของออกซิเจน
การแปล กรุณารอสักครู่..
