Οξέωση των θαλασσών και απασβεστοποίηση-Οξεοβασική ισορροπία, μεταβολισμός και αύξηση

H οξέωση είναι αποτέλεσμα της αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), του κύριου αερίου του θερμοκηπίου στους ωκεανούς. Περίπου το ένα τρίτο του CO2 που εκλύεται λόγω της ανθρώπινης δραστηριότητας αποθηκεύεται στους ωκεανούς, μετριάζοντας με αυτόν τον τρόπο την αύξηση της συγκέντρωσης του στην ατμόσφαιρα καθώς και την παγκόσμια θέρμανση. Όμως με τη συνεχή διάλυση του CO2 στα επιφανειακά νερά των ωκεανών, η ικανότητα των ωκεανών να απορροφά περεταίρω CO2 εξασθενεί. Αυτό συμβαίνει διότι τα ανθρακικά ιόντα (CO32-) στους ωκεανούς αντιδρούν με το  CO2 για να σχηματίσουν διττανθρακικά ιόντα (HCO3-), με την εξής αντίδραση:

CO2(aq) + CO32- + H2O → 2HCO3-

Καθώς η συγκέντρωση των ανθρακικών ιόντων των ωκεανών μειώνεται, τόσο μειώνεται και η ικανότητα του θαλασσινού νερού να ρυθμίσει το ατμοσφαιρικό CO2 (Zeebe and Wolf-Gladrow, 2001). Άρα με τη συνέχιση των εκπομπών CO2 μειώνεται η απορρόφηση του από τους ωκεανούς και ένα μεγάλο μέρος του παραμένει στην ατμόσφαιρα, δίνοντας έτσι θετική ανάδραση στην παγκόσμια θέρμανση, η οποία αναμένεται να είναι σχεδόν γραμμική σε σχέση με τις αθροιστικές εκπομπές CO2. Καθώς το CO2 διαλύεται στο θαλασσινό νερό, σχηματίζεται ανθρακικό οξύ, το οποίο επιδρά χαμηλώνοντας το pH του νερού κάνοντας το δηλαδή πιο όξινο. Κυρίως η οξέωση των ωκεανών οφείλεται στην μειωμένη ικανότητα τους να ρυθμίζουν την διαλελυμένη ποσότητα του CO2 (Orr et al. 2005).

Κυρίως οι οργανισμοί που ασβεστοποιούν (δίθυρα μαλάκια, θαλάσσια σαλιγκάρια, αχινοί) θα επηρεασθούν σε μεγάλο βαθμό από την ωξέωση των ωκεανών. Οι οργανισμοί αυτοί είναι ευπαθείς όχι μόνο λόγω των επιπτώσεων του CO2 και του χαμηλού pH στη φυσιολογία τους (Michaelidis et al., 2005; Portner et al., 2005a,b), αλλά επιπρόσθετα λόγω της διάλυσης (απασβεστοποίηση) του CaCO3 το οποίο είναι το κύριο συστατικό του σκελετού τους ή των κελυφών τους. Η σύσταση των ασβεστολιθικών δομών είναι συγκεκριμένη για κάθε είδος και συνεπώς η ευαισθησία τους στη διάλυση του CaCO3 θα εξαρτάται από τη μορφή της ανόργανης ουσίας καθώς επίσης και από το σχετικό βιολογικό έλεγχο που ασκούν στο σχηματισμό του κελύφους (Kleypas et al., 2006; Gazeau et al., 2007; Wood et al., 2008).

Η αυξημένη συγκέντρωση CO2 στην ατμόσφαιρα ενεργοποιεί μιά σειρά φυσικών και χημικών αλλαγών που επηρεάζουν αρκετά επίπεδα βιολογικής οργάνωσης. Τα δεδομένα σε τοπική έως και παγκόσμια κλίμακα έχουν δείξει ότι αυτή η ανθρωπογενής Κλιματική Αλλαγή θα πυροδοτήσει σημαντικές αποκρίσεις στη χλωρίδα και πανίδα της Γης με αποτέλεσμα να καταπονούνται οι υδρόβιοι οργανισμοί (IPCC, 2007). Μέχρι τώρα, εργαστηριακά πειράματα έχουν δείξει ότι αν και η οξέωση των ωκεανών μπορεί να αποδειχτεί ωφέλιμη για μερικά είδη, είναι πιθανόν να είναι επιβλαβής για έναν σημαντικό αριθμό άλλων ειδών (Doney et al. 2008; Fabry et al. 2008). Πολλοί θαλάσσιοι οργανισμοί παίζουν σημαντικούς ρόλους μέσα στα οικοσυστήματα έτσι ώστε αλλαγές στην βιοποικιλότητα ή στην αποτελεσματικότητα της λειτουργίας τους μπορούν να επηρεάσουν τα τροφικά πλέγματα μέσα στα οικοσυστήματα (Harley et al., 2006; Turley et al., 2009).

Η οξέωση των ωκεανών εμφανίζεται παράλληλα με τη θέρμανσή τους και με μια αυξημένη συχνότητα υποξικών γεγονότων. Επομένως είναι αναγκαίο σε μελλοντικές έρευνες να μελετηθούν οι επιδράσεις της υπερκαπνίας των ωκεανών και της οξέωσης μέσα και πέρα από τα όρια του βασικού θερμικού εύρους αντοχής ενός είδους (Pοrtner and Knust, 2007). Η προσέγγιση αυτή θα πρέπει να γίνει με προσδιορισμούς της απόδοσης, του μεταβολισμού και της ασβεστοποίησης σε ζώα που έχουν φτάσει σε νέα οξεοβασικά ισοζύγια κατά τη διάρκεια μακροπρόθεσμων εκθέσεων σε αυξανόμενες θερμοκρασίες και CO2.

Η μελέτη της οξεοβασικής ισορροπίας είναι σημαντική εφόσον μας επιτρέπει να κατανοήσουμε εάν οι θαλάσσιοι οργανισμοί έχουν την ικανότητα να εγκλιματίζονται στις υπερκαπνικές συνθήκες. Επίσης μας επιτρέπει να κατανοήσουμε σε ποιο βαθμό τα εξωτερικά και ενδοκυτταρικά υγρά υφίστανται αλλαγές στο pH το οποίο ρυθμίζει μία σειρά από διάφορες βιοχημικές και φυσιολογικές διαδεικασίες. Επιπλέον η συγκεκριμένη μελέτη δίνει σημαντικά στοιχεία για την εκτίμηση της επίδρασης της θερμοκρασίας και του CO2 στην σύνθεση των κελυφών των διθύρων και και στην επιτάχυνση της διαδικασίας της απασβεστοποίησης. Για να αντισταθμιστεί ο βαθμός της οξέωσης, τα μύδια αυξάνουν τα επίπεδα των διττανθρακικών της αιμολέμφου, τα οποία προέρχονται κυρίως από τη διάλυση του ανθρακικού ασβεστίου του κελύφους με αποτέλεσμα να επιβραδύνεται η αύξησή τους.

Η διευκρίνηση της συνδυαστικής επίδρασης θερμοκρασίας και CO2 είναι σημαντική εάν λάβουμε υπόψη όχι μόνον τους φυσικούς θαλάσσιους πληθυσμούς των οργανισμών, αλλά και αυτούς που καλλιεργούνται και στους οποίους η παγκόσμια κοινότητα και αγορά επενδύει για την αναπλήρωση των μειωμένων φυσικών θαλάσσιων πόρων

  •  

    December 2018
    M T W T F S S
    « Mar    
     12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31