החמצת אוקיינוסים
החמצת אוקיינוסים (באנגלית: Ocean acidification) היא תהליך של עלייה בחומציות אוקיינוסים של כדור הארץ בגלל ספיחת פחמן דו חמצני מאטמוספירה, וזאת בעיקר בגלל פעילות האדם שגורמת לשיבוש מחזור הפחמן. העלייה חומציות המים עלולה להזיק למערכות אקולוגיות וליצורים חיים באוקיינוסים ובימים. כמו כן הדבר עלול להיות תהליך בלתי הפיך.
חומציות מודדים ביחידות pH. ערך pH נמוך יותר מ-7 הוא חומצי, וערך מעל 7 הוא בסיסי וערך 7 הוא נייטרלי. לפי ההערכה, מאז תחילת המהפכה התעשייתית בשנת 1750 ועד שנת 2004, ירד ה-pH של הים שנמצא קרוב לפני השטח (היכן שרוב החיים באוקיינוסים נמצאים), מ-8.25 ל-8.14, כלומר הפך יותר חומצי. [1] מי ים הם בסיסיים מעט (כלומר pH> 7), והחמצת האוקיאנוס כרוכה במעבר לכיוון תנאי ניטרלי pH ולא מעבר לתנאים חומציים (pH <7).
לפי הערכות, כ-30%-40% מהפחמן דו חמצני שנפלט מפעילות אנושית המשתחררת באטמוספירה, מתמוסס ומגיע לאוקיאנוסים, נהרות ואגמים. המערכות הטבעיות שואפות להגיע לשיווי משקל כימי, ולכן חלק מהפחמן הדו-חמצני מגיב עם המים ליצירת חומצה פחמתית. חלק ממולקולות החומצה הפחמתית המתקבלות מתנתקות ליון ביקרבונט וליון מימן, וכך מגבירות את חומציות האוקיאנוס (ריכוזים של יון H+ ). דבר זה מהווה עלייה של כמעט 30% בריכוז יוני H+ באוקיינוסים בעולם. עד שנת 2100 עלולה רמת החומציות להגיע לרמה של 7.8. כלומר עליה של פי שתיים וחצי ביונים H+ בהשוואה לרמה הפרה-תעשייתית. [1]
מודלים של מערכות כדור הארץ חוזים כי בסביבות שנת 2008, חומציות האוקיאנוס חרגה מערכים ההיסטוריים שתועדו. בשילוב עם שינויים ביו-כימיים אחרים בים, החמצת אוקיינוסים עלולה לערער את תפקודן של מערכות אקולוגיות ימיות ולשבש את אספקת הסחורות והשירותים הרבים הקשורים לאוקיאנוס כבר בשנת 2100.
עלייה בחומציות האוקיינוסים עלולה להיות בעלת מגוון השלכות שעלולות להזיק ליצורים ימיים, כמו דיכוי קצב חילוף החומרים ותגובות החיסון בחלק מהאורגניזמים וכן תרומה להלבנת אלמוגים.[2] החומציות עלולה להקשות על תפקוד של יצורים ימיים, כמו אלמוגים וחלק מהפלנקטון, והם הופכים לפגיעים לפירוק. החמצה מתמשכת של האוקיינוסים עשויה לאיים על רשתות המזון העתידיות הקשורות לאוקיאנוסים. בשנת 2009, פרסמו 105 אקדמיות לאומיות למדע הצהרה בנושא החמצת האוקיאנוס, שהמליצה כי עד שנת 2050, פליטות של פחמן דו חמצי בכל העולם יופחתו לרמות של 50% לעומת הרמה של 1990.[3]
החמצה באוקיינוס כיום היא מעשה ידי אדם לפחות בחלקה. עליה בחומציות האוקיינוסים התרחשה כבר בתולדות כדור הארץ,[4] והתוצאה הייתה ההתמוטטות האקולוגית באוקיינוסים, שהשפיעה לאורך זמן על מחזור הפחמן ועל האקלים.[5][6] הדוגמה הבולטת ביותר היא ה- Thermal Paleocene-Eocene Maximum (PETM), שהתרחש לפני כ -56 מיליון שנה כשכמויות אדירות של פחמן נכנסו לאוקיאנוס ולאטמוספרה, והביאו לפיזור משקעי פחמן בכל אגן האוקיינוס.
החמצת האוקיאנוס הושוותה לשינויי אקלים אנתרופוגניים וכונתה "התאום הרע של ההתחממות הגלובלית" והבעיה השנייה של פחמן דו חמצני" נראה כי גם גופי מים מתוקים הופכים חומציים יותר אם כי מדובר בבעיה מורכבת יותר ופחות ברורה.
| התחממות עולמית |
פחמן דו חמצני באוקיינוסים
כמות הפחמן הדו חמצני המומסת במי האוקיינוסים גדולה בערך פי 50 מאשר הכמות שנמצאת באטמוספירה. במי-ים, פחמן דו חמצני מופיע בצורה של CO2 וכן בצורה של חומצה פחמתית (H2CO3) וביקרבונט (-HCO3). האוקיינוסים והימים משמשים כ"כיור פחמן" ענקי במסגרת מחזור הפחמן בטבע. עד היום, כשליש מהפחמן הדו חמצני שנפלט כתוצאה מפעילות אנושית עד כה נקלט בים.[7]
מסיסות הגז במי הים (היכולת של המים להכיל גז) יורדת כאשר הטמפרטורה עולה (מלבד בלחצים גבוהים של מעל 300 בר וטמפרטורה של מעל 393 מעלות, דבר שמתרחש רק ליד מעיינות חמים ועמוקים בקרקעית הים). דבר זה דומה לתופעה שבה פחמן דו חמצני בורח ממשקה מוגז שמתחמם. מסיבה זו, קצב הקליטה של פחמן דו חמצני מהאטמוספירה יורד כאשר טמפרטורת הים עולה. היבט זה מדאיג מדעני אקלים היות שהמשך של התחממות עולמית עלול לגרום ללולאת משוב מחזקת שבה פחמן דו חמצני שמצוי כיום באוקיינוסים יעבור לאטמוספירה ויגרום להתחממות חזקה עוד יותר.
רוב הפחמן הדו חמצני שנקלט מהאטמוספירה אל תוך הים, יוצר חומצה פחמתית שנמצאת בשיווי משקל כימי עם ביקרבונט. חלק מכמות זו נצרכת על ידי פעילות פוטוסינתטית, שמוציאה פחמן ממי הים. ריכוזי פחמן גבוהים יותר באטמוספירה הובילה לאלקליניות נמוכה יותר של מי הים (היכולת של תמיסה לנטרל חומצה), ויש חשש שדבר זה יוביל להשפעות שליליות על יצורים חיים בים. במיוחד, אלקליניות יורדת מובילה להקטנת הזמינות של קרבונטים הדרושים לשם יצירת קונכיות, אם כי קיימות גם עדויות להגדלת הייצור של קונכיות בקרב מספר מינים.
הצהרת מדענים
להלן עיקרי ההצהרה של מדענים חברים ב-Interacademy Panel בנושא חומציות אוקיינוסים, שפורסמה ביוני 2009. על הצהרה זו חתומות 105 אקדמיות לאומיות למדעים, כולל האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית, והאקדמיה הלאומית למדעים של ישראל: [3]
לים יש תפקיד חשוב באיזון מחזור הפחמן העולמי. הים קולט כ-רבע מכמות הפחמן הדו חמצני שהאדם פולט.
העלייה המהירה בפליטת פחמן דו חמצני מאז המהפכה התעשייתית, העלתה את החומציות של האוקיינוסים, דבר שעלולות להיות לו השלכות מרחיקות לכת לבעלי חיים וצמחים ימיים, במיוחד לאלו הזקוקים לסידן פחמתי כדי לגדול ולשרוד, וכן למינים אחרים שמסתמכים על מינים אלה כמזון.
בקצב הנוכחי של פליטות, המודלים מצביעים על כך שכל השוניות והמערכות האקולוגיות בקטבים יושפעו בצורה חריפה עד שנת 2050 וייתכן כי אף מוקדם יותר. סביר כי המזון הימי יפחת, עם השלכות משמעותיות על ייצור מזון ובטחון תזונתי באזורים שתלויים בדיג להספקת חלבון, וכן על הבריאות ועל הרווחה של בני אדם.
עלייה בחומציות האוקיינוס היא תהליך בלתי הפיך במשך זמן של לפחות עשרות אלפי שנים.
אפילו אם רמות פחמן דו חמצני באטמוספרה תתייצב על רמה של 450 ppm, עלייה בחומציות אוקיינוסים תהיה בעלת השלכות עמוקות על מערכות ימיות רבות. נדרשת הורדה גדולה ומהירה של פליטות פחמן דו חמצני של לפחות 50% עד שנת 2050.
ראו גם
קישורים חיצוניים
- החמצת אוקיינוסים בוויקיפדיה האנגלית
- החמצת אוקיינוסים באנציקלופדיית כדור הארץ
- מומחים מזהירים: האוקיינוסים הופכים חומציים מתמיד פיונה הארווי, הגרדיאן, דרך הארץ, 03.10.2013
- מאיה פלח, תחושה של החמצה, זווית, 23.9.2015
- יונתן גרופ, הים כבר לא מה שהיה פעם , מכון דייוידסון, 2017
- השיטה של האלמוגים להתמודד עם חמצון מי הים, ynet, 2017
- Scott C. Doney, Victoria J. Fabry, Richard A. Feely, Joan A. Kleypas, Ocean Acidification: The Other CO2 Problem Annual Review of Marine Science, Volume 1, 2009
הערות שוליים
- ^ 1.0 1.1 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. Bibcode:2005 JGRD..11007302J. doi:10.1029/2004JD005220
- ^ KRN Anthony, Ocean acidification causes bleaching and productivity loss in coral reef builders, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2008 vol:105, issue:45 p:17442–17446, pmid: 18988740, doi:10.1073/pnas.0804478105
- ^ 3.0 3.1 IAP (June 2009). "Interacademy Panel (IAP) Member Academies Statement on Ocean Acidification"., Secretariat: TWAS (the Academy of Sciences for the Developing World), Trieste, Italy.
- ^ R.E. Zeebe, History of Seawater Carbonate Chemistry, Atmospheric CO2, and Ocean Acidification, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2012 vol:40, issue:1 p:141–165, pmid: , doi:10.1146/annurev-earth-042711-105521
- ^ Michael J. Henehan, Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019 , issue: p:201905989, pmid: 31636204, doi:10.1073/pnas.1905989116
- ^ Damian Carrington, Ocean acidification can cause mass extinctions, fossils reveal, The Guardian 2019-10-21, access-date 2019-10-22
- ^ Scott C., Naomi M. Levine How Long Can the Ocean Slow Global Warming? Oceanus, 2006-11-29
