Подкисление океана

Обзор

Когда атмосферный углекислый газ растворяется в морской воде, он участвует во взаимном уравновешивании между расщепленным двуокисью углерода . бикарбонатами и карбонатными водород-ионы Полученное увеличение активности водород-иона снижает рН и, как правило падает доступность карбонатных соединений. Процесс изменяет химические условия для кальцинирования организмов и взаимодействует с температурой, кислородом . питательными веществами

Технические основы

Морская карбонатная система регулируется балансом массы, равновесием диссоциации кислот и электронейтральностью. Добавленный углекислый газ сдвигает растворенный неорганический углерод в сторону бикарбоната и увеличивает активность водорода-ионов, уменьшая состояние насыщения карбонатами или арагонитом. Щелочная кислотность мало изменяется при чистом газообмене, но меняется за счет смешивания пресной воды и реакции питательных веществ. Буферная емкость, часто выражаемая через коэффициент Ревелля (Revelle factor), изменяется в зависимости от температуры и состава вещества; поэтому равные углеродные добавки не создают одинаковых рН-ответов везде.

Как это работает

Газообмен в воздушном море добавляет растворенный неорганический углерод к смешанному слою. Циркуляция переносит его в океан, а буферные реакции распределяют виды углерода. Исследователи измеряют pH, общую щелочность и парциальное давление; любая подходящая пара с температурой или соленостью ограничивает карбонатную систему. Эксперименты и модели изучают реакции организма на реалистичную изменчивость.

Методы измерения и исследования

Контроль качества ссылок использует спектрофотометрический pH, кулотермические растворенные неорганического углерода и титровой щелочи с сертифицированными стандартами. Автономные поплавки и швартовочные площадки увеличивают охват, но требуют контроля дрейфа. Эксперименты по манипуляции должны воспроизводить естественную изменчивость диля, питание и сострессоры вместо изменения рН с добавлением кислоты без сообщения о том. Вычисление, дыхание и рост улавливают различные пути реагирования. Региональные модели усваивают наблюдения и отделяют антропогенные тенденции, связанные с подъемом вверх по течению реки или биологической сезонностью.

Ключевые идеи

• Подкисление океана означает снижение рН, хотя средняя морская вода остается щелочной вместо того чтобы стать кислой.
• Глобальное поглощение углерода устанавливает широкую тенденцию, но прибрежная химия может сильно различаться в зависимости от биологии и стока.
• Реакция на кальцификацию зависит от видов, стадии жизни и одновременного воздействия факторов окружающей среды.

Современные исследовательские границы

В исследовании рассматриваются адаптация к различным поколениям, реорганизация сообществ и обратная связь от изменения планктона до экспорта углерода. Смягчение воздействия на побережье включает в себя сокращение питательных веществ, восстановление морской травы и селективное повышение щелочи; каждый из них имеет ограниченный пространственный охват. Предложения по удалению морского углекислого газа требуют измерения дополнительного поглощения атмосферы, ее постоянной активности и химии в нисходящем потоке. Основные факторы неопределенности связаны с экстремальными явлениями, множественным стрессом и глубоководными экосистемами. Коммуникация должна отличать хорошо зарекомендовавшую себя химию карбоната от реакций организма, при этом ясно давая понять о том что продолжающиеся выбросы приводят к изменениями в океане и длятся далеко не каждый отдельный цикл управления.

Почему это важно

Химия карбоната влияет на рифы, планктон и биогеохимический цикл. Устойчивые наблюдения служат основой для учета рыболовства, аквакультуры и климата в то время как сокращение выбросов является основным глобальным фактором.

Пределы и открытыые вопросы

Короткие лабораторные воздействия могут не охватывать акклиматизацию, эволюцию или взаимодействие между пищевыми продуктами и паутиной; естественная изменчивость может затуманивать тенденции на отдельных участках. Местное управление может уменьшить стресс от питательных веществ и кислорода, но не в состоянии полностью компенсировать продолжающееся накопление углекислого газа.