การทำให้เป็นกรดในมหาสมุทรหมายถึงกระบวนการของมหาสมุทรในโลกของเรากลายเป็นกรดมากขึ้นเนื่องจากการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก
นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรมผู้เชี่ยวชาญคาดว่ามหาสมุทรของโลกดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มากกว่าหนึ่งในสี่จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เมื่ออยู่ในมหาสมุทรคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำจะผ่านปฏิกิริยาทางเคมีหลายชุดเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนพร้อมกับลดค่า pH ของมหาสมุทรและแร่ธาตุคาร์บอเนตซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการเป็นกรดในมหาสมุทร
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเป็นกรดของมหาสมุทรอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลและชุมชนซึ่งการดำรงชีวิตขึ้นอยู่กับทรัพยากรในมหาสมุทรของเรา
มหาสมุทรทำให้เกิดกรดอะไร
เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศละลายในน้ำทะเลจะเกิดเป็นกรดคาร์บอนิกและปล่อยไอออนไฮโดรเจน ความเป็นกรดหรือด่างจะถูกกำหนดโดยจำนวนไฮโดรเจนไอออน (H +) ที่ละลายในน้ำและวัดจากระดับ pH ไฮโดรเจนไอออนเหล่านี้มีพันธะกับคาร์บอเนตไอออนที่มีอยู่ (CO3-) เพื่อก่อตัวเป็นไบคาร์บอเนต (HCO3-) ซึ่งทำลายคาร์บอเนตที่มีอยู่ในมหาสมุทร นั่นเป็นเรื่องใหญ่เพราะคาร์บอเนตในมหาสมุทรน้อยทำให้ยากต่อการกลายเป็นสิ่งมีชีวิตเช่นปะการังหอยหอยเม่นทะเลหรือแพลงก์ตอนในการสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เปลือกหอยหรือโครงกระดูก
“ ตอนนี้เรากำลังปล่อยคาร์บอนประมาณ 10 พันล้านตันต่อปีสู่ชั้นบรรยากาศและประมาณสองและครึ่งพันล้านตันที่จะเข้าไปในมหาสมุทร” Scott Doney ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยแห่งเวอร์จิเนียบอกกับ Live วิทยาศาสตร์.
นับตั้งแต่อุตสาหกรรมเริ่มมานานกว่า 200 ปีที่ผ่านมาค่า pH ของน้ำผิวดินในมหาสมุทรลดลง 0.1 หน่วย สิ่งนี้อาจดูเหมือนไม่มากนัก แต่ค่าความเป็นกรดเป็นลอการิทึมหมายถึงทุกหน่วยแสดงถึงความเป็นกรดเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า นั่น 0.1 หมายถึงความเป็นกรดเพิ่มขึ้นประมาณ 30% คาดว่าภายในสิ้นศตวรรษค่าพีเอชอาจลดลง 0.4 หน่วยหากการปล่อยมลพิษทั่วโลกยังคงดำเนินต่อไปตามแนวทาง "ธุรกิจตามปกติ" ตามคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ในความเป็นจริงนักวิจัยพบว่ามหาสมุทรของเรามีสภาพเป็นกรดเร็วกว่าทุกเวลาใน 300 ล้านปีที่ผ่านมาซึ่งเป็นช่วงเวลาหนึ่งที่ครอบคลุมการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่สี่ครั้ง
“ ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 1950 ผู้คนต่างกังวลว่ามหาสมุทรจะใช้คาร์บอนทั้งหมดนี้” Doney กล่าว "เรารู้ว่าสิ่งนี้จะเปลี่ยนเคมีของน้ำทะเล แต่เราไม่รู้จนกระทั่งช่วงปลายยุค 90 ว่าสิ่งมีชีวิตที่ไวต่อการเป็นกรดของมหาสมุทรเป็นอย่างไร"
ความเป็นกรดของมหาสมุทรทำอะไรกับปะการังและสิ่งมีชีวิตในทะเลอื่น
น่าเสียดายที่สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ไวต่อการเป็นกรดของมหาสมุทรเป็นส่วนประกอบของใยอาหารในสภาพแวดล้อมมหาสมุทร การคุกคามสายพันธุ์เหล่านี้ทำให้มีชีวิตทางทะเลจำนวนมากขึ้นที่มีความเสี่ยงและในทางกลับกันชุมชนที่พึ่งพาทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ของมหาสมุทรครั้งหนึ่ง สัตว์เช่นปะการังซึ่งถูกคุกคามจากอุณหภูมิของมหาสมุทรที่สูงขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความเสี่ยงจากการเป็นกรดของมหาสมุทร การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มความเป็นกรดในมหาสมุทรส่งผลเสียต่อความสามารถของปะการังหลายชนิดในการเติบโตโครงกระดูกแคลเซียม
ในทางกลับกันการศึกษาแสดงให้เห็นว่าแพลงก์ตอนพืชที่มีขนาดเล็กและเป็นกรดที่เรียกว่า coccolithophores กำลังใช้ประโยชน์จากสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปชั่วคราว สัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายเซลล์เดียวนี้อาศัยอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์ในมหาสมุทรชั้นบนของโลกดูดซับแสงแดดและคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง Coccolithophores นั้นมีชื่อเสียงในเรื่องของเกราะที่สวยงามและซับซ้อนของกล้องจุลทรรศน์ที่พวกมันสร้างขึ้นจากแคลเซียมคาร์บอเนตหรือที่เรียกว่า coccoliths สาหร่ายขนาดเล็กเป็นตัวคำนวณเบื้องต้นของมหาสมุทรของเราและเป็นผู้สนับสนุนสำคัญต่อวัฏจักรคาร์บอนของโลก เมื่อ coccolithophores ตายเปลือกแคลเซียมคาร์บอเนตของพวกมันจะจมลงสู่ก้นทะเลทำให้เกิดการสะสมคาร์บอน
“ ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับความนิยม coccolithophores ที่แตกต่างกันเพราะระบบสังเคราะห์แสงยังไม่อิ่มตัวและพลังงานพิเศษนั้นถูกแปลเป็นอัตราการเติบโตที่สูงขึ้น” Sara Rivero-Calle นักวิจัยของศูนย์กล่าว วิทยาศาสตร์ทางทะเลที่มหาวิทยาลัยนอร์ ธ แคโรไลน่า "แต่เมื่อระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึงเกณฑ์ที่กำหนดอัตราการเติบโตของพวกเขาจะหยุดเพิ่มขึ้นเนื่องจากพวกเขาจะต้องหันเหพลังงานไปสู่การกลายเป็นปูนเมื่อเทียบกับการเติบโตและการหารในแง่นี้ coccolithophores ไม่แตกต่างจากเครื่องคำนวณอื่น ๆ - ต่ำ ค่า pH ที่เกี่ยวข้องกับการเป็นกรดของมหาสมุทรจะทำให้ยากต่อการกลายเป็นปูนในที่สุด "
การเป็นกรดของมหาสมุทรส่งผลกระทบต่อมนุษย์อย่างไร
“ ปะการังเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าสายพันธุ์พื้นฐานเพราะพวกมันสร้างที่อยู่อาศัยที่สิ่งมีชีวิตอื่นอาศัยอยู่หากปะการังเปลี่ยนหรือเปลี่ยนแปลงมันจะส่งผลกระทบต่อทุกคน” Doney กล่าว และนั่นรวมถึงมนุษย์ด้วย
“ ปะการังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประเทศกำลังพัฒนาประเทศชายฝั่งและเกาะเล็ก ๆ หลายแห่งพึ่งพาแนวปะการังเพื่อเป็นแหล่งอาหารและหารายได้จากการพักผ่อนหย่อนใจและการท่องเที่ยว” เขากล่าว "การปรากฏตัวของปะการังยังช่วยปกป้องชายฝั่งของพวกเขาจากพายุและคลื่นดังนั้นหากแนวปะการังเหล่านี้เริ่มที่จะกัดกร่อนการป้องกันนั้นก็จะลดลง"
ผลกระทบของการเป็นกรดในมหาสมุทรไม่เท่ากัน บางภูมิภาคและสิ่งมีชีวิตจะได้รับผลกระทบในระดับที่สูงกว่าและเร็วกว่าพื้นที่อื่น ๆ น่านน้ำชายฝั่งหลายแห่งกำลังประสบกับผลกระทบเชิงลบจากการเป็นกรดของมหาสมุทร แม่น้ำสามารถก่อให้เกิดมลพิษและน้ำที่เป็นกรดมากขึ้นสู่สภาพแวดล้อมชายฝั่งทำให้เกิดความเครียดเพิ่มขึ้น มหาสมุทรที่เต็มไปด้วยกระแสน้ำที่นำน้ำทะเลที่เย็นกว่าโดยมีความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นจากระดับความลึกของมหาสมุทรไปยังพื้นผิวนอกจากนี้ยังขยายผลของการเป็นกรดของมหาสมุทรในน่านน้ำชายฝั่ง
ชายฝั่งแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกามีความเสี่ยงเป็นพิเศษ Doney กล่าว ภูมิภาคเหล่านี้มีอุตสาหกรรมหอยที่มีมูลค่าหลายล้านดอลลาร์ซึ่งเห็นผลกระทบโดยตรงจากการทำให้เป็นกรด ฟาร์มหอยนางรมในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือประสบกับความล้มเหลวในการผลิตที่สำคัญหลังจากตัวอ่อนของหอยนางรมหลายพันล้านตัวละลายจากการเป็นกรดของมหาสมุทร การจับปลาแซลมอนป่าในพื้นที่นั้นอาจตกอยู่ในอันตรายเช่นเดียวกับหอยทากทะเลขนาดเล็กที่เรียกว่า pteropods (แหล่งอาหารหลักสำหรับปลาแซลมอนเด็กและเยาวชน) เป็นที่รู้กันว่าละลายในสภาพที่เป็นกรด
ไม่ว่าคุณจะเป็นแพลงก์ตอนพืชขนาดเล็กของทะเลหรือมนุษย์ที่รักที่ดินมันน่าจะเป็นกรดในมหาสมุทรมากที่จะส่งผลกระทบต่อชีวิตของคุณในระยะยาว ข่าวดีก็คือว่ามหาสมุทรของเราจะยังคงมีสภาพเป็นกรดมากขึ้นเนื่องจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกยังคงดำเนินต่อไป
"กรณีที่ดีที่สุดของเราคือถ้าเราปล่อยคาร์บอนให้เสถียรในตอนนี้เราอยู่ที่ประมาณ 410 ส่วนต่อล้านของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของเรา" Doney กล่าว - ระดับที่จะทำให้การเป็นกรดของมหาสมุทรมีเสถียรภาพในที่สุด “ กรณีที่เลวร้ายที่สุดคือเราไม่ปล่อยการปล่อยคาร์บอนอย่างช้าๆและความเป็นกรดจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง” เขากล่าว "จะมีขีด จำกัด บางอย่างที่ระบบนิเวศจะไปถึงจุดที่พวกเขาไม่สามารถติดตามได้อีกต่อไป"
