تحمض المحيطات: مشكلة خطيرة للكوكب

يمكن أن تؤدي عملية تحمض المحيطات إلى القضاء على جميع أشكال الحياة البحرية

تحمض المحيطات

الصورة التي تم تحريرها وتغيير حجمها بواسطة Yannis Papanastasopoulos ، متاحة على Unsplash

عندما نفكر في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، تتبادر إلى الذهن عوامل مثل تأثير الاحتباس الحراري والاحتباس الحراري. لكن تغير المناخ ليس المشكلة الوحيدة التي يسببها فائض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. تعتبر عملية تحمض المحيطات في غاية الخطورة ويمكن أن تقضي على الحياة البحرية بحلول نهاية القرن.

بدأ التحمض منذ الثورة الصناعية الأولى ، في منتصف القرن الثامن عشر ، عندما زاد انبعاث الملوثات بسرعة وبشكل كبير بفضل تركيب الصناعات في جميع أنحاء أوروبا. نظرًا لأن مقياس الأس الهيدروجيني لوغاريتمي ، فإن الانخفاض الطفيف في هذه القيمة يمكن أن يمثل ، بالنسبة المئوية ، اختلافات كبيرة في الحموضة. وبالتالي ، يمكن القول أنه منذ الثورة الصناعية الأولى ، زادت حموضة المحيطات بنسبة 30٪.

لكن كيف تتم هذه العملية؟ تشير الدراسات إلى أن 30٪ من ثاني أكسيد الكربون المنبعث من النشاط البشري ، عبر التاريخ ، انتهى به المطاف في المحيط. عندما يلتقي الماء (H2O) والغاز ، يتشكل حمض الكربونيك (H2CO3) ، الذي يتفكك في البحر ، مكونًا أيونات كربونات (CO32-) وهيدروجين (H +).

يتم تحديد مستوى الحموضة من خلال كمية أيونات H + الموجودة في المحلول - في هذه الحالة ، مياه البحر. كلما زادت الانبعاثات ، زادت كمية أيونات H + التي تتشكل وتصبح المحيطات أكثر حمضية.

الضرر الناجم عن تحمض المحيطات

أي نوع من التغيير ، مهما كان صغيرا ، يمكن أن يغير البيئة بشكل جذري. يمكن للتغيرات في درجة الحرارة أو المناخ أو هطول الأمطار أو حتى عدد الحيوانات أن تسبب اختلالًا بيئيًا كليًا. يمكن قول الشيء نفسه عن التغير في الرقم الهيدروجيني (مؤشر يشير إلى مستوى القلوية أو الحياد أو الحموضة في محلول مائي) المحيطات.

تشير الدراسات الأولية إلى أن تحمض المحيطات يؤثر بشكل مباشر على الكائنات الحية المتكلسة ، مثل بعض أنواع المحار والطحالب والشعاب المرجانية والعوالق والرخويات ، مما يعيق قدرتها على تكوين أصداف ، مما يؤدي إلى اختفائها. في الكميات العادية من امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون ، تفضل التفاعلات الكيميائية استخدام الكربون في تكوين كربونات الكالسيوم (CaCO3) ، الذي تستخدمه العديد من الكائنات البحرية في التكلس. ومع ذلك ، فإن الزيادة الشديدة في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تؤدي إلى انخفاض في درجة الحموضة في مياه المحيطات ، مما يؤدي إلى تغيير اتجاه هذه التفاعلات ، مما يتسبب في ارتباط الكربونات في البيئات البحرية بأيونات الهيدروجين ، مما يجعلها أقل توفرًا للتكوين. من كربونات الكالسيوم الضرورية لنمو الكائنات الحية المتكلسة.

يؤثر الانخفاض في معدلات التكلس ، على سبيل المثال ، على مرحلة الحياة الأولية لهذه الكائنات ، فضلاً عن علم وظائف الأعضاء وتكاثرها وتوزيعها الجغرافي وتشكلها ونموها وتطورها وعمرها. علاوة على ذلك ، فإنه يؤثر على تحمل التغيرات في درجة حرارة مياه المحيطات ، مما يجعل الكائنات البحرية أكثر حساسية ، ويتداخل مع توزيع الأنواع الأكثر حساسية بالفعل. البيئات التي تحتوي بشكل طبيعي على تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون ، مثل المناطق الحرارية المائية البركانية ، هي مظاهر للنظم الإيكولوجية البحرية المستقبلية: فهي ذات تنوع بيولوجي منخفض وعدد كبير من الأنواع الغازية.

ومن النتائج الأخرى الناشئة عن فقدان التنوع البيولوجي في النظم البيئية البحرية تآكل الجروف القارية ، والتي لن تحتوي بعد الآن على الشعاب المرجانية للمساعدة في إصلاح الرواسب. تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2100 سيتعرض حوالي 70٪ من مرجانيات الماء البارد لمياه أكالة.

من ناحية أخرى ، تشير أبحاث أخرى إلى الاتجاه المعاكس ، مشيرة إلى أن بعض الكائنات الحية الدقيقة تستفيد من هذه العملية. هذا يرجع إلى حقيقة أن تحمض المحيطات له أيضًا نتيجة إيجابية بالنسبة لبعض الكائنات الحية الدقيقة البحرية. يؤدي الانخفاض في الرقم الهيدروجيني إلى تغيير قابلية ذوبان بعض المعادن ، مثل الحديد III ، وهو عنصر غذائي دقيق أساسي للعوالق ، مما يجعله متاحًا بشكل أكبر ، ويفضل زيادة الإنتاج الأولي ، مما يؤدي إلى زيادة نقل ثاني أكسيد الكربون إلى المحيطات. بالإضافة إلى ذلك ، تنتج العوالق النباتية مكونًا يسمى ثنائي ميثيل كبريتيد. عند إطلاقه في الغلاف الجوي ، يساهم هذا العنصر في تكوين الغيوم التي تعكس أشعة الشمس وتتحكم في ظاهرة الاحتباس الحراري. ومع ذلك ، يكون هذا التأثير إيجابيًا فقط حتى يتم تقليل امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون (بسبب تشبع هذا الغاز في المياه) ، وهي حالة تنتج فيها العوالق النباتية ، بسبب انخفاض عرض الحديد III ، كمية أقل. ثنائي ميثيل كبريتيد.

المزيد من الخسائر الاقتصادية

باختصار ، يمكننا القول أن الزيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تؤدي إلى زيادة حموضة ودرجة حرارة مياه المحيطات. إلى حد ما ، كما رأينا ، هذا أمر إيجابي ، لأنه يزيد من قابلية ذوبان الحديد III ، الذي تمتصه العوالق النباتية لإنتاج ثنائي ميثيل كبريتيد ، مما يساعد على تقليل الاحتباس الحراري. بعد هذه النقطة ، يؤدي تشبع ثاني أكسيد الكربون الذي تمتصه البيئة البحرية ، بالإضافة إلى زيادة درجة حرارة الماء ، إلى تغيير اتجاه التفاعلات الكيميائية ، مما يتسبب في امتصاص كميات أقل من هذا الغاز ، مما يضر بالكائنات المتكلسة ويزيد من تركيز الغاز في الغلاف الجوي. في المقابل ، ستساهم هذه الزيادة في تكثيف آثار الاحتباس الحراري. هذا يخلق حلقة مفرغة بين تحمض المحيطات والاحترار العالمي.

بالإضافة إلى جميع الآثار التي تم وصفها بالفعل ، مع انخفاض درجة الحموضة في المحيطات ، سيكون هناك أيضًا تأثير اقتصادي ، حيث ستتضرر المجتمعات التي تعتمد على السياحة البيئية (الغطس) أو أنشطة الصيد.

يمكن أن يؤثر تحمض المحيطات أيضًا على السوق العالمية لأرصدة الكربون. تعمل المحيطات كوديعة طبيعية لثاني أكسيد الكربون ، والتي تتشكل نتيجة موت كائنات الحجر الجيري. نظرًا لأن التحمض يؤثر على تكوين الأصداف ، فإنه يؤثر أيضًا على الترسبات البحرية لثاني أكسيد الكربون الناتجة عن موت هذه الكائنات الجيرية. وبالتالي ، لم يعد يتم تخزين الكربون لفترات طويلة من الزمن في المحيطات ويتركز بكميات أكبر في الغلاف الجوي. وهذا يجعل الدول تتحمل تبعات ذلك مالياً.

قاع البحر

تكنولوجيا التخفيف من أجل التحمض

طورت الهندسة الجيولوجية بعض الفرضيات لإنهاء هذه المشكلة. الأول هو استخدام الحديد "لتخصيب" المحيطات. بهذه الطريقة ، تحفز جزيئات المعدن نمو العوالق القادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون. عند الموت ، ستنقل العوالق ثاني أكسيد الكربون إلى قاع البحر ، مما ينتج عنه ترسبات من ثاني أكسيد الكربون.

البديل المقترح الآخر هو إضافة المواد القلوية إلى مياه المحيطات لموازنة الأس الهيدروجيني ، مثل الحجر الجيري المسحوق. ومع ذلك ، وفقًا للبروفيسور جان بيير جاتوزو من الوكالة الوطنية للأبحاث الفرنسية ، فإن هذه العملية يمكن أن تكون فعالة فقط في الخلجان ذات التبادل المحدود للمياه مع البحر المفتوح ، والذي من شأنه أن يوفر الإغاثة المحلية ولكنه غير عملي على نطاق عالمي ، لأنه يستهلك الكثير من الطاقة ، بالإضافة إلى كونه بديلًا مكلفًا.

في الواقع ، يجب أن تكون انبعاثات الكربون محور المناقشة. لا تؤثر عملية تحمض المحيطات فقط على الحياة البحرية. تعتمد القرى والمدن وحتى البلدان كليًا على صيد الأسماك والسياحة البحرية. المشاكل تتجاوز البحار.

هناك حاجة متزايدة إلى المواقف الحازمة. من جانب السلطات ، القوانين المتعلقة بمستويات الانبعاثات وعمليات التفتيش الأكثر صرامة على نحو متزايد. من جانبنا ، لتقليل بصمتنا الكربونية من خلال تدابير صغيرة ، مثل استخدام المزيد من وسائل النقل العام ، وخاصة في المركبات التي تعمل بمصادر الطاقة المتجددة ، أو اختيار الأغذية العضوية ، التي تأتي من الزراعة منخفضة الكربون. لكن كل هذه الخيارات ممكنة فقط إذا غيرت الصناعة طرقها في التعامل مع الموارد الطبيعية وأعطت الأولوية أيضًا لإنتاج السلع التي تستخدم مواد خام مستدامة.

شاهد فيديو عن عملية التحميض: