Окисляване на океаните

В това видео ще говорим за окисляването на океаните. Както ще видим, то е свързано с увеличената концентрация на въглероден диоксид в атмосферата. Говорили сме за това и преди, но ще видим, че ако разгледаме концентрацията на въглероден диоксид през последните 800 000 години, което е преди появата на съвременния човек, тя е била между 200 частици на милион и 300 частици на милион. Но в съвремието пикът е надминал този диапазон. И тази ос тук покрива толкова много време. Може би не е очевидно кога или защо се появява този пик. Нека увеличим малко последните няколкостотин години. Когато направим това, графиката показва две неща. В синьо виждаме реалните емисии въглероден диоксид. Преди индустриалната еволюция или в ранните ѝ етапи емисиите СО2 са били много ниски и сравнително еднакви. След това се увеличават драстично, особено през последните стотина години. И въглеродният диоксид не напуска веднага атмосферата. Остава в нея за известно време. С увеличаване на емисиите кумулативната концентрация на СО2 е нараснала до тези нива, които виждаме сега. Преди индустриалната еволюция сме били в този диапазон, който видяхме през последните 800 000 години, но после са се увеличили, за да стигнем дотук. За да оценим какво причинява това на океаните, трябва да осъзнаем, че СО2 във въздуха взаимодейства с океана, всъщност, с всички водни източници. Ако имаме вода, която реагира с СО2, ще се получи – или ще достигнем равновесие – получава се въглеродна киселина, Н2СО3. Ако искаш да знаеш каква е структурата, какви са химичните връзки, те са ето така – всеки кислороден атом е свързан с водороден атом. Това се нарича въглеродна киселина, защото може да освободи водороден йон. Това може да е в равновесие с бикарбоната, НСО3-. Това е въглеродна киселина минус водороден йон. Плюс водороден йон. По-високата концентрация на СО2 във въздуха е причина той да реагира с водата в океана, при което се получава повече въглеродна киселина и, съответно, повече водородни йони. Реакцията ще протече в тази посока, тъй като има повече от тези вещества, и особено повече СО2. Това се наблюдава в самите океани. Оказва се, че рН на океаните, ако разгледаме периода на ранната индустриална революция, е било около 8,2 и е слязло до 8,1. Може да разпознаеш, че по-ниското рН означава по-висока киселинност, но също и да си кажеш, че не е голяма промяна. Но се оказва, че рН се измерва на логаритмична скала, така че говорим за степени на 10. Тази промяна, ако изчислиш, рН е отрицателен логаритъм от концентрацията на водородните йони и концентрацията на водородните йони тук в сравнение с тук, ако искаме да видим колко е нараснала, бихме казали, че това е 10 на степен минус 8,1 върху 10 на минус 8,2. Ако изчислиш това, ще видиш, че това е приблизително равно на 1,26, или другояче казано, през периода на индустриалната революция, поради тенденциите, които виждаме на тази графика, океаните са станали с около 26% по-киселинни. И за да оценим защо това е важно, ще ти напомня, че например кораловите рифове или черупките на морските животни са изградени от калциев карбонат. Калциевият карбонат съдържа положително зареден калциев йон, който образува йонна връзка с карбонатен йон. Карбонатът изглежда ето така, което е много подобно на въглеродната киселина или бикарбоната. Когато във водата се съдържат повече водородни йони, средата е по-киселинна, може да бъде нарушен процесът на формиране. Част от този карбонат може да "сграбчи" водородните йони, като е по-слабо вероятно да образува йонна връзка с калция. Не просто директно засяга неща като калциевия карбонат, който е навсякъде, от него са изградени дори перлите, но той изгражда толкова много, особено твърдите структури на много живи организми, вкл. в океаните, като също е и антиацид. Антиацидните лекарствени препарати съдържат главно калциев карбонат. Тази увеличена киселинност като цяло ще наруши хомеостазата на различни видове организми. Организмите са силно чувствителни към промени в рН, към промени в киселинността. Главното тук е, че най-много се обсъжда концентрацията на СО2 във въздуха като причина за глобалното затопляне, но това води не само до затоплянето на океаните поради парниковия ефект, а също прави океаните по-киселинни, което има очевидни последствия и вероятно следващи последствия, които едва започваме да разбираме.