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Acidificación del océano



 

La acidificación del océano es el nombre dado al descenso en curso del pH de los océanos de la Tierra. causado por la toma de dióxido de carbono antropogénico desde la atmósfera. Se estima que entre 1751 y 1994 el pH de la superficie del océano ha descendido desde aproximadamente 8.179 hasta 8.104 (un cambio de -.075).[1] [2]


Tabla de contenidos

El Ciclo del Carbono

En el ciclo natural del carbono, la concentración de dióxido de carbono (CO2) muestra un balance de flujos entre los océanos, la biosfera terreste y la atmósfera. Las actividades humanas tales como los cambios en los usos del suelo, la combustión de combustibles fósiles, y la producción de cemento ha supuesto un nuevo aporte de CO2 a la atmósfera. Parte de este aporte ha permanecido en la atmósfera (donde es responsable del aumento de las concentraciones atmosféricas), parte se cree que ha sido tomada por las plantas terrestres, mientras que otra parte ha sido absorbida por los océanos.

Cuando el CO2 se disuelve, reacciona con el agua para formar un equilibrio entre especies químicas iónicas y no iónicas: el dióxido de carbono libre en disolución (CO2 (aq)), el ácido carbónico (H2CO3), el bicarbonato (HCO3-) y el carbonato (CO32-). La relación entre estas especies depende de factores tales como la temperatura del agua de mar y la alcalinidad.

Acidificación

pH medio en la superficie del océano[1]
Tiempo pH Cambio en el pH Fuente
Pre-industrial (1700s) 8.179 0.000 análisis de campo[2]
Pasado reciente (1990s) 8.104 -0.075 campo[2]
2050 (2×CO2 = 560 ppm) 7.949 -0.230 modelo[1]
2100 (IS92a)[3] 7.824 -0.355 modelo[1]

El CO2 disuelto en agua de mar incrementa tambíen de concentración del ión hidrógeno en el océano, descenciendo así en pH oceánico. El uso del término "acidificación oceánica" para describir este proceso fue introducido por Caldeira y Wickett (2003)[4] . Desde el comienzo de la revolución industrial, se ha estimado que el pH de la superficie del océano ha caido desde poco menos de 0.1 unidades (en la escala logatímica de pH)), y se ha estimado que descenderá más allá de las 0.3-0.5 unidades para 2100 a medida que el océano absorba más CO2 antropogénico[4] [1] [5] . Nótese que, aunque el océano se acidifica, su pH es aún superior a 7 (el del agua neutra), de manera que se puede decir también que el océano se está haciendo menos alcalino.

Posibles impactos

Mientras que la absorción natural de CO2 por los océanos mundiales ayuda a mitigar los efectos climáticos de las emisiones antropogénicas de CO2, se cree que el descenso resultante en pH tendrá consecuencias negativas, principalmente para los organismos calcáreos. Éstos usan los polimorfos del carbonato cálcico, la calcita o el aragonito, para construir cubiertas celulares o esqueletos. Las especies calcáreas abarcan en la cadena trófica desde autótrofos a heterótrofos e incluyen organismos tales como los cocolitofóridos, los corales, los foraminíferos, los equinodermos, los crustáceos y los moluscos.

En condiciones normales la calcita y el aragonito son estables en las aguas superficiales dado que el inón carbonato se encuentra en concentraciones sobresaturadas. No obstante, a medida que el pH desciende, lo hace la concentración de este ión, y cuando el carbonato pasa a estar wn insaturación, las estructuras hechas de carbonato cálcico pasan a ser vulnerables a la disolución. Diversas investigaciones han encontrado que en corales[6] , algas cocolitofóridas[7] , foraminíferos[8] , mariscos[9] y pterópodos[1] se detecta la reducción de la calcificación y el incremento de la disolución cuando son expuestos a CO2 elevados. La Royal Society of London ha publicado una revisión exhaustiva, sobre la acidificación de los océanos y sobre sus consecuencias potenciales, en Junio de 2005[5] .

Mientras que las consecuencias ecológicas finales de estos cambios en la calcificación son todavía inciertas, parece claro que las especies calcáreas se verán desfavorablemente afectadas. Hay también algunas evidencias de que en particular el efecto de la acidificación en los cocolitofóridos (que están entre el fitoplancton más abundante del océano) puede ocasionalmente exacerbar el cambio climático, mediante el descenso del albedo de la tierra a través de sus efectos sobre la cobertura de nubes oceánicas[10] .

Aparte de los efectos sobre la calcificación (y específicamente sobre las especies calcáreas), los organismos pueden sufrir otros efectos adversos, tanto directos como en cuanto a la su fisiología y su reproducción (p.ej. la acidificación de los fluidos corporales inducida por el CO2, conocida como hipercapnia), o indirectamente a través de impactos negativos en los recursos alimentarios. En todo caso, tanto por la calcificación, como por las demás causas, no existe aún un completo entendimiento sobre estos procesos en los organismos y ecosistemas marinos.

Véase también

  • Bomba biológica
  • Sumideros de dióxido de carbono
  • Bomba de la plataforma continental
  • Proyecto de Análisis de los Datos Globales del Océano
  • pH del agua de mar
  • Bomba de solubilidad

Referencias

  1. ↑ a b c d e f Orr, James C., Fabry, Victoria J.; Aumont, Olivier; Bopp, Laurent; Doney, Scott C.; Feely, Richard A. et al. (2005). "Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms". Nature 437 (7059): 681-686. DOI:10.1038/nature04095.
  2. ↑ a b c Key, R.M., Kozyr, A.; Sabine, C.L.; Lee, K.; Wanninkhof, R.; Bullister, J.; Feely, R.A.; Millero, F.; Mordy, C. and Peng, T.-H. (2004). "A global ocean carbon climatology: Results from GLODAP". Global Biogeochemical Cycles 18: GB4031. DOI:10.1029/2004GB002247.
  3. ↑ Review of Past IPCC Emissions Scenarios, IPCC Special Report on Emissions Scenarios (ISBN 0-521-80493-0).
  4. ↑ a b Caldeira, K., Wickett, M.E. (2003). "Anthropogenic carbon and ocean pH". Nature 425 (6956): 365-365. DOI:10.1038/425365a.
  5. ↑ a b Raven, J. A. et al. (2005). Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide. Royal Society, London, UK.
  6. ↑ Gattuso, J.-P., Frankignoulle, M.; Bourge, I.; Romaine, S. and Buddemeier, R. W. (1998). "Effect of calcium carbonate saturation of seawater on coral calcification". Global and Planetary Change 18 (1-2): 37-46. DOI:10.1016/S0921-8181(98)00035-6.
  7. ↑ Riebesell, Ulf, Zondervan, Ingrid; Rost, Björn; Tortell, Philippe D.; Zeebe, Richard E. and François M. M. Morel (2000). "Reduced calcification of marine plankton in response to increased atmospheric CO2". Nature 407 (6802): 364-367. DOI:10.1038/35030078. (Subscription required)
  8. ↑ Phillips, Graham, Chris Branagan. “Ocean Acidification – The BIG global warming story”, ABC TV Science: Catalyst, Australian Broadcasting Corporation, 2007-09-13. Consultado el 2007-09-18.
  9. ↑ Gazeau, F., Quiblier, C.; Jansen, J. M.; Gattuso, J.-P.; Middelburg, J. J. and Heip, C. H. R. (2007). "Impact of elevated CO2 on shellfish calcification". Geophysical Research Letters 34: L07603. DOI:10.1029/2006GL028554.
  10. ↑ Ruttiman, J. (2006). "Sick Seas". Nature 442 (7106): 978-980. DOI:10.1038/442978a. (Subscription required)

Lecturas para profundizar

  • Cicerone, R., J. Orr, P. Brewer et al. (2004). "The Ocean in a High CO2 World". EOS, Transactions American Geophysical Union 85 (37): 351-353. DOI:10.1029/2004EO370007.
  • Doney, S. C. (2006). "The Dangers of Ocean Acidification". Scientific American 294: 58-65., (Article preview only).
  • Feely, R. A., Sabine, Christopher L.; Lee, Kitack; Berelson, Will; Kleypas, Joanie; Fabry, Victoria J.; Millero, Frank J. (2004). "Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans". Science 305 (5682): 362-366. DOI:10.1126/science.1097329.
  • Henderson, Caspar. “Ocean acidification: the other CO2 problem”, NewScientist.com news service, 2006-08-05.
  • Jacobson, M. Z. (2005). "Studying ocean acidification with conservative, stable numerical schemes for nonequilibrium air-ocean exchange and ocean equilibrium chemistry". Journal of Geophysical Research - Atmospheres 110: D07302. DOI:10.1029/2004JD005220.
  • Kleypas, J.A., R.A. Feely, V.J. Fabry, C. Langdon, C.L. Sabine, and L.L. Robbins. (2006). Impacts of Ocean Acidification on Coral Reefs and Other Marine Calcifiers: A Guide for Further Research, report of a workshop held 18-20 April 2005, St. Petersburg, FL, sponsored by NSF, NOAA and the U.S. Geological Survey, 88pp.
  • Kolbert, E. (2006). The Darkening Sea: Carbon emissions and the ocean. The New Yorker magazine. 20 November 2006.
  • Sabine, C. L., Feely, Richard A.; Gruber, Nicolas; Key, Robert M.; Lee, Kitack; Bullister, John L. et al. (2004). "The Oceanic Sink for Anthropogenic CO2". Science 305 (5682): 367-371. DOI:10.1126/science.1097403.
  • Stone, R. (2007). "A World Without Corals?". Science 316 (5825): 678-681. DOI:10.1126/science.316.5825.678.

Enlaces externos

  • Announcement for Royal Society of London report
  • Orr et al. (2005) supplementary material
  • The Acid Ocean – the Other Problem with CO2 Emission, David Archer, a RealClimate discussion
  • Task Force on Ocean Acidification in the Pacific, including recent presentations on ocean acidification, Pacific Science Association
  • "Coral Bones" - an investigation into the future of coral reefs
  • "Growing Acidity of Oceans May Kill Corals", Washington Post
  • Ocean Acidification - a multimedia, interactive site from The World Ocean Observatory
  • Dropping pH in the Oceans Causing a Rising Tide of Alarm by Tundi Agardy, The World Ocean Observatory
  • Regularly-updated "blog" of ocean acidification publications and news
  • The Ocean Acidification Network: An Information Network for the International Scientific Community
  • CO2-04: Effect of Elevated CO2 on Phytoplankton project of Australia's Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre

Cálculos sobre el sistema del Carbonato

Las siguientes aplicaciones calculan el estado del sistema del carbonato en agua de mar (incluido el pH):

  • CO2SYS, una aplicación ejecutable (también disponible en versión para Microsoft Excel/VBA)
  • seacarb, una aplicación en R para Windows, Mac OS X y Linux (también disponible aquí)
  • CSYS, una rutina Matlab
 
Este articulo se basa en el articulo Acidificación_del_océano publicado en la enciclopedia libre de Wikipedia. El contenido está disponible bajo los términos de la Licencia de GNU Free Documentation License. Véase también en Wikipedia para obtener una lista de autores.
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