Dette er en fremragende vare.

Forsuring af havet

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Estimeret fald i pH -værdien på havoverfladen på grund af menneskeskabt kuldioxid i atmosfæren mellem ca. 1700 og 1990'erne
Estimeret fald i koncentrationen af ​​carbonationer (CO 3 2− ) i overfladevand mellem 1700'erne og 1990'erne

Faldet i pH -værdien af havvand kaldes forsuring af havene . Det skyldes absorptionen af kuldioxid (CO 2 ) fra jordens atmosfære . [1] [2] Processen er en af ​​de vigtigste konsekvenser af menneskelige emissioner af kuldioxid sammen med den globale opvarmning . Mens kuldioxid i jordens atmosfære fysisk fører til stigende temperaturer på jorden, har det en kemisk effekt i havvand ved at danne kulsyre fra CO 2 og vand. Havvandet er lidt basalt . "Forsuringen" gør den ikke sur, men mindre basisk.

Konsekvenserne af denne såkaldte. "Forsuring" vedrører første kalkskelettbildende organismer, hvis evne exo eller endoskeletoner til at danne, med faldende pH falder. Fordi disse arter ofte danner grundlaget for fødekæderne i havene, kan dette have yderligere alvorlige konsekvenser for de mange havdyr, der er afhængige af dem og som følge heraf for de mennesker, der er afhængige af disse dyr.

havets pH

PH -værdien er defineret for ideelt fortyndede opløsninger og kan derfor ikke anvendes direkte på salt havvand. For at kunne give gennemsnitsværdier for havvand, skal der også bruges modeller til at simulere en kemisk ligevægt i havet. Til dette formål bruges tre forskellige modeller i øjeblikket med de resulterende skalaer, der er op til 0,12 enheder fra hinanden. Gennemsnitværdier kan derfor kun sammenlignes inden for rammerne af den underliggende model. [3] [4]

Havvandet er lidt basalt med en pH -værdi omkring 8. Ifølge et resumé af British Royal Society har havets overfladevand i dag typisk pH -værdier mellem 7,9 og 8,25 ned til en dybde på 50 m med en gennemsnitlig værdi på 8,08. [1] De vigtigste årsager til udsvingene inden for dette område er vandets temperatur, den lokale opdrift af kuldioxidholdigt dybt vand samt den biologiske produktivitet, som, hvor det er højt, binder meget kulstof dioxid i form af havliv og transporterer det til dybere vandlag.

En måde at rekonstruere tidligere pH -værdier på er at analysere sedimenter. Ud fra den isotopiske sammensætning af borhydroxider kan det bestemmes, at pH -værdien ved havoverfladen var omkring 7,4 ± 0,2 for cirka 21 millioner år siden, indtil den nåede 8,2 ± cirka 7,5 millioner år siden, 0,2 steg. [5] Da oceanernes pH-værdi er direkte forbundet med kuldioxidkoncentrationen i atmosfæren via Henry-koefficienten , kan paleo-CO 2 -koncentrationer også bestemmes på denne måde. Denne værdi forblev mere eller mindre konstant indtil begyndelsen af ​​oceanisk forsuring som følge af industrialiseringens begyndelse i 1700 -tallet og stigende kuldioxidemissioner.

Som følge af menneskelige kuldioxidemissioner, hvoraf cirka en fjerdedel absorberes af verdenshavene, er havets surhed steget med næsten 30% siden begyndelsen af ​​industrialiseringen (fra 2016). Uden en reduktion i de nuværende CO 2 -emissioner ville surheden i verdenshavene mere end fordobles i 2100. [6] Ifølge IPCC's femte vurderingsrapport er forsuring hurtigere end nogen lignende forsuring i løbet af de sidste 65 millioner år, muligvis de sidste 300 millioner år. [7] Ifølge en undersøgelse fra 2005 fra Stanford University , der antager en præindustriel pH-værdi på lavt havvand i gennemsnit 8,25, faldt pH-værdien på grund af optagelsen af ​​kuldioxid til den daværende værdi på 8,14 i gennemsnit. [8] En fælles undersøgelse fra USA af National Science Foundation (NSF), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og United States Geological Survey (USGS) konkluderer, at den gennemsnitlige pH -værdi før industrialiseringen var 8,16 sammenlignet med 8,05 i dag. [9] I begge tilfælde tilskrives forsuring menneskelige emissioner af kuldioxid og anslås til 0,11 pH -enheder.

Forsuring sker også nær kysten eller i nærheden af ​​skibe gennem sure tilførsler forårsaget af svovloxider og nitrogenoxider (se sur regn ). Disse kommer hovedsageligt fra brugen af ​​fossile brændstoffer og fra landbruget. Globalt bidrager disse input næppe til forsuring af havene. [10]

Hav som en kulstofvaske

Havene spiller i kulstofcyklussen på jorden som en kulstofvaske en vigtig rolle, da 70 procent af jordens overflade er dækket af vand. Anslået 38.000 gigaton (Gt) kulstof lagres i hele hydrosfæren . Kuldioxiden ender i havet på grund af forskellen i partialtrykket af CO 2 . En gas strømmer altid fra området med højere partielt tryk (atmosfære) til området med lavere tryk (ocean). Kuldioxid opløses i havet, indtil partialtrykket i atmosfæren og i havet er det samme. Omvendt slipper den også igen, når trykket i atmosfæren er lavere end i havet. Temperaturen i et hav påvirker også optagelsen af ​​kuldioxid, da vand kan optage mindre kuldioxid, når temperaturen stiger.

Kulstoffet, der absorberes fra atmosfæren, fordeles i havet inden for få år i havets lag oplyst af solen. To mekanismer sikrer, at den når endnu større dybder. Det vigtigste er den såkaldte fysiske kulstofpumpe : Kulstofrig overfladevand køler ned i Arktis , bliver tungere og synker, derefter fordeles det kulrige vand over store områder i havets dybder via det kolde dyb strømme af det globale transportbånd . Mindre vigtig, men ikke ubetydelig, er den såkaldte biologiske kulstofpumpe , hvor kulstof synker ned i dybere områder som havsne (biogen partikelregn). Det tager hundredvis til tusinder af år, før det menneskeskabte CO 2, der absorberes fra atmosfæren, trænger ind i havene i de dybeste vandlag og fordeler dem. I dag kan det påvises ned til en gennemsnitlig vanddybde på 1000 m. [2] Ved sømounts , på de kontinentale skråninger og i lavvandede hav (f.eks. I dele af Weddellhavet ) [11] kan det menneskeskabte CO 2 allerede nå havbunden.

Den øgede mængde kuldioxid i jordens atmosfære i løbet af de sidste 200 år har resulteret i, at 118 ± 19 Gt kulstof eller 27% til 34% af menneskeskabte CO 2 -emissioner absorberes af havene. [12] I 2006 blev 36,3 Gt ekstra CO 2 produceret af mennesker eller ca. 9,9 Gt kulstof frigivet til atmosfæren verden over. [13] Inklusive de naturlige kilder absorberer hydrosfæren i øjeblikket omkring 92 Gt atmosfærisk kulstof om året. Omkring 90 Gt af dette frigives fra havene, og 2 ± 1 Gt lagres. [2] En undersøgelse offentliggjort i 2003 anslår optagelsen af ​​kulstof noget mere præcist i perioden 1980–1989 til 1,6 ± 0,4 Gt og mellem 1990 og 1999 til 2,0 ± 0,4 Gt om året. [14]

Kemisk proces med forsuring

Fordelingsdiagram for de dissocierede former for kulsyre som funktion af pH -værdien i havvand

Kuldioxid fra luften kan opløses i havvand og er derefter stort set i form af forskellige uorganiske forbindelser, hvis relative andele afspejler oceanernes pH. Uorganisk kulstof findes i havet til ca. 1% i kulsyre og kuldioxid, ca. 91% i hydrogencarbonationer (HCO 3 - ) og ca. 8% i carbonationer (CO 3 2− ). Kuldioxid opløst i vand er i ligevægt med hydrogencarbonat, carbonat og oxoniumioner (hydroniumioner) via følgende reaktionsligninger :

De oxoniumioner (H 3 O + ), der produceres i denne proces, forårsager den faldende pH -værdi, som er defineret som den negative dekadiske logaritme for molkoncentrationen (mere præcist: aktiviteten ) af oxoniumioner.

Forsuring forårsaget af opløst CO 2 modvirker tilstedeværelsen af calciumcarbonat (CaCO 3 ), der fungerer med hydrogencarbonat og carbonationer som et kemisk buffersystem (→ bufferopløsning ) og dermed binder protoner:

Som alle carbonater af jordalkalimetallerne er calciumcarbonat kun sparsomt opløseligt i vand. Calciumcarbonatet i havvand kommer hovedsageligt fra to kilder, nemlig sedimenter på havbunden og indtrængen fra tilstrømningen af ferskvand . Karbonat kommer ind i sidstnævnte gennem forvitring af kalkholdige sten. For at sedimentet kan hjælpe med at neutralisere forsuring, skal det calciumcarbonat, det indeholder, opløses og transporteres ved cirkulation fra havbunden til højere vandlag. Hvis det forudsættes, at vejrrelaterede input er konstant i modelberegninger (med 0,145 Gt pr. År carbon i form af carbonat), ville forsuring af havene føre til en vending af sedimentdannelseshastigheden inden for et par hundrede år. Først efter en periode på ca. 8000 år kunne den vejrrelaterede tilførsel af calciumcarbonat kompensere for denne effekt. [15]

Betydelige mængder calciumcarbonat i sedimentet stammer fra calcitdannende plankton , især fra globigeriner (en gruppe foraminifera ), coccolithophores (en gruppe kalkholdige alger) og pteropoder . Mindre mængder dannes f.eks. I koralrev . Plankton kan aflejres i bunden af ​​havet i form af carbonatrig, biogent sediment (kalkslam), hvis vanddybden ikke er for stor. På den anden side, hvis calcit- og aragonitkompensationsdybderne for calciumcarbonaterne calcit og aragonit overskrides, opløses de fuldstændigt. Disse kompensationsdybder bevæger sig opad under forsuring, og så opløses store mængder kalksten på havbunden. For aragonit er en stigning på 400 m til 2500 m i dag blevet bestemt siden industrialiseringen. Der forventes en yderligere stigning på 700 m inden 2050. [16] [17] 300 til 800 m over calcitkompensationsdybden er lysoklinen , det område, hvor opløsningen starter. Som følge heraf kan faste carbonater, såsom calciumcarbonat, også opløses i lavere områder, indtil opløsningen igen er mættet med carbonationer. Reaktionsligningen for kalkopløsningen er:[18]

Konsekvenser for havlivet og havets økosystem

Hos marine organismer, der udsættes for havvand med øget CO 2 -indhold, finder der en proces sted, der meget ligner opløsningen af ​​CO 2 i havet. CO 2 kan vandre uhindret gennem cellemembraner som en gas og ændrer dermed pH -værdien af kroppens celler og blodet eller hæmolymfen . Ændringen i den naturlige syre-base-balance skal kompenseres af organismen, som nogle dyrearter gør bedre og andre dårligere. Et permanent skift i syre-baseparametrene i en organisme kan forringe vækst eller frugtbarhed og i værste fald bringe en arts overlevelse i fare. [19] I den geologiske fortid førte forsuring, der var mindre udtalt end nutidens menneskeskabte forsuring, gentagne gange til alvorlige fald i biologisk mangfoldighed eller masseudryddelser . [20]

Skader på koraller

En koralø i Stillehavet. De stadig mere sure oceaner udgør en risiko for koraller, fordi de afhænger af dannelsen af ​​kalkholdige skaller

Opløsningen af ​​kuldioxid bremser den globale opvarmning, men den deraf følgende langsomme forsuring af havene kan have alvorlige konsekvenser for dyr med blandt andet et beskyttende lag af calciumcarbonat (kalk). [21] [9][18] Som beskrevet ovenfor skifter den kemiske ligevægt i havene på bekostning af carbonationerne. Imidlertid er deres forbindelse med calcium i havvand til dannelse af calciumcarbonat af vital betydning for havlivet, der danner kalkskaller. Et hav, der bliver surere, forhindrer biomineralisering af koraller såvel som mikroorganismer som små havsnegle og zooplankton , selvom nogle af disse organismer specifikt øger vandets pH ved at reducere den opløste mængde kuldioxid, når kalkkrystallerne genereres i deres egne celler. [22]

Sammen med calcit producerer koraller aragonit, den mest almindelige form for kalk i havet. Aragonit er en kalkform, der er særlig let at opløse gennem kulsyre, hvilket øger risikoen for koraller fra stadig mere sure oceaner. [23] I et eksperiment ved Israels Bar Ilan University blev koraller udsat for kunstigt forsuret vand med en pH på 7,3 til 7,6. Dette er værdier, som nogle forskere mener er mulige om et par århundreder, forudsat at det atmosfæriske CO 2 -indhold stiger cirka femdoblet. [24] Efter en måned i det mere sure vand begyndte de kalkholdige skaller at skrælle korallerne af og forsvandt efterfølgende helt. Det var overraskende at forskerne, at de polypper af koraller overlevede. Da pH blev hævet til 8,0–8,3 igen efter 12 måneder, begyndte polypperne at bygge sig op igen. Dette resultat kunne forklare, hvorfor korallerne var i stand til at overleve på trods af tidligere epoker med en pH -værdi af havvandet, der var mindre gunstigt for dem. På trods af dette fund taler forskerne kun om et muligt "tilflugtssted" for korallerne og understreger de alvorlige konsekvenser af afkalkning for de pågældende økosystemer. [25] En negativ effekt af forsuring på væksten er også blevet påvist for hårde koraller af slægten Lophelia pertusa , som forekommer i naturen i dybder på 60 m til 2100 m. I et forsøg faldt forkalkningshastigheden for disse koldtvandskoraller med henholdsvis 30% og 56%, når pH-værdien blev reduceret med 0,15 og 0,3 enheder. [26]

Andre organismer, der er vigtige for revdannelse, lider sandsynligvis også af forsuring. I et syv ugers forsøg blev rødalger fra familien Corallinaceae , der spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​koralrev, udsat for kunstigt forsuret havvand. Sammenlignet med sammenligningsgruppen faldt reproduktionshastigheden og væksten af ​​alger i det mere sure vand kraftigt. Hvis pH -værdien i havene fortsætter med at falde, vil dette sandsynligvis få betydelige konsekvenser for de berørte koralrev. [27]

Mere havliv

Larven af ​​den orange klovnefisk ( Amphiprion percula ) reagerer på forsuring af havet med en nedsat eller fuldstændigt afbrudt lugtesans, hvilket kan gøre det svært eller endda umuligt for dem at finde passende levesteder. [28]

Det mellemstatslige panel for klimaændringer (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) er 2007 fjerde vurderingsrapport en videnskabelig "medium sikkerhed" for negative konsekvenser af, at syren bliver verdenshavene for calcitskaller, der producerer organismer og er afhængige af dem arter ved. [29] I en undersøgelse foretaget ved Kyoto University voksede søpindsvin betydeligt langsommere i kunstigt forsuret vand sammenlignet med en kontrolgruppe, der blev holdt under normale forhold eller tabte sig. De var mindre frugtbare, og deres embryoner fik størrelse og vægt meget langsommere. [30] I søpindsvin af arten Heliocidaris erythrogramma , der er hjemmehørende i vandene i Sydaustralien, førte en eksperimentelt reduceret pH -værdi på 0,4 enheder til 7,7 til en formodentlig reduceret reproduktionskapacitet, som blev bestemt af den væsentligt reducerede hastighed og mobilitet af sædcellerne. Dette kan reducere antallet af afkom med en fjerdedel. [31]

Forkalkningshastigheden for muslinger kan falde med 25% og Stillehavsøsters med 10% i slutningen af ​​det 21. århundrede. Forskere kom frem til disse værdier ved at følge et specifikt scenario fra IPCC, som forestiller sig en atmosfærisk CO 2 -koncentration på omkring 740 ppm inden 2100. Over en grænseværdi på 1.800 ppm begynder muslingeskallen endda at opløses, hvorved biodiversiteten ved kyster generelt er truet, og der også er en trussel om betydelig økonomisk skade. [32]

Turkis farven på vandet ud for kysten ved Cornwall , forårsaget af en opblomstring af den kalkholdige alge Emiliania huxleyi . Mens E. huxleyi kunne drage fordel af forsuring af havene, er kalkalgen Gephyrocapsa oceanica af stor betydning for havets økosystem og trues af forsuring.

Den oceaniske fødekæde er baseret på plankton . Kalkalger (såkaldte haptophyta ) afhænger især af dannelsen af ​​en kalkholdig skal for at overleve. Hvis dette ikke længere er muligt på grund af forsuring, kan det få vidtrækkende konsekvenser for oceanernes fødekæde. [33] En undersøgelse, der blev offentliggjort i 2004 af det tidligere Leibniz Institute for Marine Sciences, peger på de mange komplekse effekter, som en lavere pH -værdi kan have på plankton, herunder den dårligere udgangsposition for kalkning af dyreorganismer sammenlignet med planteplankton (flydende alger). Samtidig understreges den usikre forskningstilstand, som i øjeblikket ikke tillader nogen vidtrækkende forudsigelser om udviklingen af ​​hele økosystemer. [34] En faldende forkalkningshastighed blev fundet i foraminifera af ordenen Globigerinida i det sydlige hav . De encellede foraminifera er ansvarlige for en fjerdedel til halvdelen af ​​den samlede oceaniske kulstofstrøm. I undersøgelserne blev vægten af ​​den kalkholdige skal af foraminifera Globigerina bulloides reduceret med 30 til 35% sammenlignet med døde prøver genvundet fra sedimenter. Konsekvenserne af et yderligere fald i pH betragtes som usikre. [35]

Forsuring betyder ikke en begrænsning af deres levesteder for alt havliv. Først og fremmest fører den øgede mængde kuldioxid i havet blandt andet til bedre kuldioxidgødskning af havplanter. Da effekten har forskellige effekter på forskellige planter og er forbundet med den stigende vandtemperatur og den faldende pH -værdi, kan artssammensætningen igen ændre sig. [2] Overraskende reaktioner på den faldende alkalinitet i havene er fundet hos nogle arter. For kalkalger Emiliania huxleyi en undersøgelse paradoksalt vist en mulig fordobling af hastigheden af forkalkning og fotosyntese, målt ved pH-værdier som forventet ved et atmosfærisk CO2-indhold på 750 ppm i havene. Samtidig forventes en markant lavere vækstrate. E. huxleyi ejer en andel på næsten 50 procent af havenes biologiske kulstofpumpe og udgør en tredjedel af den havbundne produktion af calciumcarbonat, hvilket gør den til en nøglearte i økosystemet. Som et resultat af pH -værdien ved havoverfladen, der allerede er faldet med 0,1 enheder, er gennemsnitsvægten af ​​disse kalkalger steget med 40% i løbet af de sidste 220 år. [36] En yderligere undersøgelse viste, at for sprøde stjerner af typen Amphiura filiformis øgede forkalkning under sure vandforhold, hvormed de sprøde stjerner kompenserede for de mere ugunstige forhold. Denne justering går imidlertid hånd i hånd med faldende muskelmasse, en strategi, der sandsynligvis ikke vil være bæredygtig på lang sigt. [37]

Undersøgelser af påvirkningen af ​​en lavere pH -værdi på større havdyr har vist, at for eksempel gyde og larver kan blive beskadiget. Testene blev udført ved meget lavere pH -værdier, end man kan forvente i den nærmeste fremtid, så de har en begrænset informativ værdi. [1]

Virkninger på fisk

En virkning på fiskens adfærd betragtes som ubekræftet og betvivles, fordi de oprindelige eksperimenter, der fandt effekten, mistænkes for at være svigagtige, mange efterfølgende forsøg blev ikke blindet og et bedre designet eksperiment, der viste fiskens svømningsadfærd ved hjælp af software i stedet for at lade folk dømmer og filmet for at opklare bedrageri fandt ingen effekt. [38]

I en undersøgelse af puff adder kat hajer det blev vist, at den stigende forsuring af havene kan have en negativ effekt på skalaen strukturer hajer . [39] [40]

Nuværende og fremtidig udvikling

På grund af den forskellige opløselighed afhængigt af temperaturen er forsuring af havene højest i polarområderne, da koldt vand kan opløse mere kuldioxid end varmt vand (se: Temperaturafhængighed af Henrys konstant ). [41] pH -værdien kan også være udsat for regionale og sæsonmæssige udsving, f.eks. På grund af ændringer i havstrømme eller biogeokemiske processer. [42] [43] Disse påvirkninger skal adskilles fra udviklingen i individuelle måleserier forårsaget af drivhusgasemissioner . I en detaljeret otte-årig undersøgelse ud for den amerikanske Tatoosh-ø , nær den olympiske halvø i staten Washington , svingede den lokale pH-værdi betydeligt mere i løbet af dagen og i løbet af året end tidligere antaget, nemlig med op til en pH-enhed inden for et år og med 1,5 enheder i undersøgelsesperioden 2000–2007. Samtidig faldt pH -værdien samlet set med et gennemsnit på -0,045 enheder om året, betydeligt hurtigere end beregnet af modeller. Disse reduktioner havde en mærkbar effekt på den lokale biologi. Den californiske musling , muslinger og havbrødre faldt i sekvensen, mens forskellige havørrer og nogle arter af alger steg. [44]

Uden oceanernes synkende virkning ville atmosfærens koncentration af kuldioxid være 55 ppm højere i dag, dvs. mindst 466 ppm i stedet for den nuværende 411 ppm. [45] Beregnet over en periode på århundreder burde havene kunne absorbere mellem 65 og 92% af menneskeskabte CO 2 -emissioner. Fænomener som en stigende Revelle -faktor sikrer imidlertid, at med stigende temperaturer og en stigende andel atmosfærisk CO 2, falder oceanernes evne til at absorbere kulstof. [12] I 2100 vil vandets kapacitet til at absorbere CO 2 sandsynligvis falde med omkring 7-10%. [46] Opvarmningen af ​​havvand fører også til reduceret kuldioxidoptagelse, sandsynligvis med 9–14% i slutningen af ​​det 21. århundrede. [47]

Samlet set vil oceanernes synkeevne sandsynligvis falde med omkring 5–16% i slutningen af ​​det 21. århundrede ifølge modelberegninger. [46] Der er tegn på, at denne proces måske allerede er startet. I forhold til den teoretisk forventede optagelse optog Sydhavet tilsyneladende 0,08 Gt kulstof om året mellem 1981 og 2004 for lidt. [48] Dette er særligt vigtigt, fordi havene syd for 30 ° S (det sydlige hav er syd for 60 ° S) absorberer mellem en tredjedel og halvdelen af ​​kuldioxiden bundet af oceaner verden over. [49] I Nordatlanten svækkede absorptionskapaciteten ikke kun teoretisk, men den faldt faktisk mellem 1994–1995 og 2002–2005 med over 50% eller med omkring 0,24 Gt kulstof. [50] Dette indikerer en markant reduceret bufferkapacitet i havet for atmosfærisk kuldioxid. [51] I begge tilfælde er ændringer i vind eller et fald i blanding af overflade og dybt vand sandsynligvis ansvarlige for faldet.

Hvis den atmosfæriske CO 2 -koncentration fordobles i forhold til det præindustrielle niveau på 280 ppm (dele pr. Million), forventes et yderligere fald i pH-værdien til 7,91 med en tredobling til 7,76 [9] eller med ca. 0,5 point. [1] Ved udgangen af ​​det 21. århundrede forventes pH -værdien i havene at være så lav, at den ikke har fundet sted i mindst 650.000 år. Hvis estimatperioden forlænges med et par århundreder ud i fremtiden, synes det at være muligt at sænke pH -værdien med op til 0,7 point. Dette værst tænkelige scenario forudsætter, at det meste af de resterende fossile brændstoffer forbruges, herunder ikke-dyrkbare spredte forekomster . Dette ville sandsynligvis være mere forsuring end nogensinde før i de sidste 300 millioner år, med mulig undtagelse af sjældne og ekstreme katastrofale hændelser. [24] En sådan hypotetisk tilstand ville næppe være reversibel på en menneskelig tidsskala; det ville tage mindst flere titusinder af år, før den præindustrielle pH-værdi naturligvis blev nået igen, hvis overhovedet. [52] [53]

Havforsuring og masseudryddelse begivenheder i Jordens historie

Tre af de fem store masseudryddelser i Phanerozoic var forbundet med hurtige stigninger i atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer, hvilket sandsynligvis skyldtes den intense vulkanisme i magmatiske store provinser kombineret med termisk dissociation af methanhydrat . [54] [55] Den geovidenskabelige forskning fokuserede i første omgang på konsekvenserne af mulige klimatiske virkninger på biodiversiteten, [56] indtil en undersøgelse i 2004 om forbindelsen af ​​masseudryddelse i slutningen af Trias med reduceret calciummætning i havene som en resultere stærkt øgede vulkanogene CO 2 -koncentrationer. [57] Das Massenaussterben an der Trias-Jura-Grenze gilt als gut dokumentiertes Beispiel eines marinen Aussterbe-Ereignisses aufgrund von Ozeanversauerung, da vulkanische Aktivitäten, Änderungen im Kohlenstoff-Isotopenverhältnis, Abnahme von Karbonatsedimentation und marines Artensterben in der stratigraphischen Abfolge präzise zusammenfallen [57] [58] [59] [60] [61] und zudem die erwartete Selektivität im Aussterbemuster auftrat, das vor allem Arten mit dicken aragonitischen Skeletten betraf. [57] [58] [62] Neben dem endtriassischen Massenaussterben wird Ozeanversauerung auch als Ursache des marinen Aussterbens am Ende des Perm [63] [64] und an der Kreide-Paläogen-Grenze [65] diskutiert.

Weiterführende Artikel

Publikationen

Weblinks

Englisch:

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d John Raven ua: Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide . The Royal Society Policy Document 12/05, Juni 2005. (PDF, 1,1 MB)
  2. ↑ a b c d Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen: Die Zukunft der Meere – zu warm, zu hoch, zu sauer . Sondergutachten, Berlin 2006. (PDF, 3,5 MB) ( Memento vom 27. Januar 2007 im Internet Archive )
  3. ↑ RE Zeebe, D. Wolf-Gladrow: CO 2 in Seawater: Equilibrium, Kinetics, Isotopes . Elsevier Science, Amsterdam 2001, ISBN 0-444-50946-1 .
  4. ↑ Siehe auch in der englischsprachigen Wikipedia den Abschnitt Seawater im Artikel pH .
  5. ↑ Arthur J. Spivack, Chen-Feng You, Jesse Smith: Foraminiferal boron isotope ratios as a proxy for surface ocean pH over the past 21 Myr. In: Nature . Vol. 363, 1993, S. 149–151, 13. Mai 1993, doi : 10.1038/363149a0 .
  6. ↑ Mojib Latif : Bringen wir das Klima aus dem Takt? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 80-112, S. 106f.
  7. ↑ Fünfter Sachstandsbericht des IPCC , zit. nach: Stefan Rahmstorf , Katherine Richardson : Wie bedroht sind die Ozeane? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 113-146, S. 127.
  8. ↑ Mark Z. Jacobson : Studying ocean acidification with conservative, stable numerical schemes for nonequilibrium air-ocean exchange and ocean equilibrium chemistry. In: Journal of Geophysical Research . Vol. 110, 2005, D07302, doi : 10.1029/2004JD005220 (freier Volltext).
  9. ↑ a b c NSF, NOAA und USGS: Impacts of Ocean Acidification on Coral Reefs and Other Marine Calcifiers: A Guide for Future Research. 2006. (PDF, 9,9 MB) ( Memento vom 20. Juli 2011 im Internet Archive )
  10. ↑ Scott C. Doney, Victoria J. Fabry, Richard A. Feely, Joan A. Kleypas: Ocean Acidification: The other CO 2 Problem . In: Annual Reviews of Marine Science . Januar 2009, S.   214 , doi : 10.1146/annurev.marine.010908.163834 .
  11. ↑ M. Hoppema: Weddell Sea is a globally significant contributor to deep-sea sequestration of natural carbon dioxide. In: Deep-sea research. I, 2004, Vol. 51, S. 1169–1177, doi : 10.1016/j.dsr.2004.02.011 .
  12. ↑ a b Christopher L. Sabine, Richard A. Feely, Nicolas Gruber ua: The Oceanic Sink for Anthropogenic CO 2 . In: Science . Vol. 305, Nr. 5682, 2004, S. 367–371, doi : 10.1126/science.1097403 . (PDF) ( Memento vom 6. Juli 2007 im Internet Archive )
  13. ↑ Josep Canadell, Corinne Le Quéré , Michael Raupach, Christopher Field, Erik Buitenhuis, Philippe Ciais, Thomas Conway, Nathan Gillett, R. Houghton, Gregg Marland: Contributions to accelerating atmospheric CO 2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks. In: Proceedings of the National Academy of Sciences . 2007, (online, PDF; 389 kB) ( Memento des Originals vom 9. April 2008 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.pnas.org
  14. ↑ Ben I. McNeil, Richard J. Matear, Robert M. Key ua: Anthropogenic CO 2 Uptake by the Ocean Based on the Global Chlorofluorocarbon Data Set. In: Science . Vol. 299, Nr. 5604, 2003, S. 235–239, 10. Januar, doi : 10.1126/science.1077429 .
  15. ↑ D. Archer, H. Kheshgi, Ernst Maier-Reimer: The Dynamics of Fossil Fuel CO 2 Neutralization by Marine CaCO 3 . In: Global Biogeochemical Cycles. Vol. 12, Nr. 259–276, 1998. (online)
  16. ↑ Toste Tanhua, Arne Körtzinger, Karsten Friis ua: An estimate of anthropogenic CO 2 inventory from decadal changes in oceanic carbon content. In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 104, Nr. 9, 2007, S. 3037–3042, doi : 10.1073/pnas.0606574104 .
  17. ↑ Siehe hierzu auch: Simone Ulmer: Die Ozeane – ein unterschätzter CO<sub>2</sub>-Speicher? ( Memento vom 5. März 2007 im Internet Archive ) In: Neue Zürcher Zeitung. 27. Februar 2007.
  18. ↑ a b Richard A. Feely, Christopher L. Sabine, Kitack Lee ua: Impact of Anthropogenic CO 2 on the CaCO 3 System in the Oceans. In: Science . Vol. 305, Nr. 5682, 2004, S. 362–366, doi : 10.1126/science.1097329 .
  19. ↑ World Ocean Review Der Einfluss des pH-Werts auf den Stoffwechsel von Meeresorganismen. 2010.
  20. ↑ Stefan Rahmstorf , Katherine Richardson : Wie bedroht sind die Ozeane? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 113-146, S. 128.
  21. ↑ James C. Orr, Victoria J. Fabry, Olivier Aumont ua: Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms. In: Nature . Vol. 437, 29. September 2005, S. 681–686, doi : 10.1038/nature04095 .
  22. ↑ Stichwort Biomineralisation: Die Tricks der Kalk-Produzenten. auf: scinexx.de , 15. Januar 2005.
  23. ↑ Gabriela Negrete-García, Nicole S. Lovenduski, Claudine Hauri, Kristen M. Krumhardt, Siv K. Lauvset: Sudden emergence of a shallow aragonite saturation horizon in the Southern Ocean. In: Nature Climate Change. 9, 2019, S. 313, doi : 10.1038/s41558-019-0418-8 .
  24. ↑ a b Ken Caldeira , Michael E. Wickett: Oceanography: Anthropogenic carbon and ocean pH. In: Nature . Vol. 425, 2003, S. 365, doi : 10.1038/425365a .
  25. ↑ Maoz Fine, Dan Tchernov: Scleractinian Coral Species Survive and Recover from Decalcification. In: Science . Vol. 315, Nr. 5820, S. 1811, 30. März 2007, doi : 10.1126/science.1137094 .
  26. ↑ C. Maier, J. Hegeman, MG Weinbauer, J.-P. Gattuso: Calcification of the cold-water coral Lophelia pertusa , under ambient and reduced pH . In: Biogeosciences . 6, 2009, S. 1671–1680. (online)
  27. ↑ Ilsa B. Kuffner, Andreas J. Andersson, Paul L. Jokiel, Ku'ulei S. Rodgers, Fred T. Mackenzie: Decreased abundance of crustose coralline algae due to ocean acidification. In: Nature Geoscience . online veröffentlicht am 23. Dezember 2007, doi : 10.1038/ngeo100 . Siehe auch die Presseerklärung des US Geological Survey zu dieser Studie.
  28. ↑ Philip L. Munday, Danielle L. Dixson, Jennifer M. Donelson ua: Ocean acidification impairs olfactory discrimination and homing ability of a marine fish . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 106, No. 6, 10. Februar 2009, S. 1848–1852, doi : 10.1073/pnas.0809996106 .
  29. ↑ Intergovernmental Panel on Climate Change: Climate Change 2007: Climate Change Impacts, Adaptation and Vulnerability. Summary for Policymakers. 2007. (PDF; 946 kB)
  30. ↑ Shirayama Yoshihisa, Haruko Kurihara, Hisayo Thornton ua: Impacts on ocean life in a high-CO 2 world. Seto Marine Biological Laboratory, Kyoto University, 2004, PowerPoint-Präsentation.
  31. ↑ Jon N. Havenhand, Fenina-Raphaela Buttler, Michael C. Thorndyke, Jane E. Williamson: Near-future levels of ocean acidifi cation reduce fertilization success in a sea urchin. In: Current Biology . Vorab-Online-Veröffentlichung vom 31. Juli 2008, doi : 10.1016/j.cub.2008.06.015 .
  32. ↑ Frédéric Gazeau, Christophe Quiblier, Jeroen M. Jansen ua: Impact of elevated CO 2 on shellfish calcification. In: Geophysical Research Letters . Vol. 34, 2007, L07603, doi : 10.1029/2006GL028554 .
  33. ↑ Ulf Riebesell , Ingrid Zondervan, Björn Rost, Philippe D. Tortell, Richard E. Zeebe, Francois M. Morel: Reduced calcification of marine plankton in response to increased atmospheric CO 2 . In: Nature . Vol. 407, 21. September 2000, S. 364–367, doi : 10.1038/35030078 .
  34. ↑ Ulf Riebesell: Effects of CO 2 enrichment on marine phytoplankton. In: Journal of Oceanography. 60, 2004, S. 719–729, doi : 10.1007/s10872-004-5764-z .
  35. ↑ Andrew D.Moy, William R. Howard, Stephen G. Bray, Thomas W. Trull: Reduced calcification in modern Southern Ocean planktonic foraminifera . In: Nature Geoscience . online veröffentlicht am 8. März 2009, doi : 10.1038/ngeo460 .
  36. ↑ M. Debora Iglesias-Rodriguez, Paul R. Halloran, Rosalind EM Rickaby ua: Phytoplankton Calcification in a High-CO 2 World. In: Science . Vol. 320, 2008, Nr. 5874, S. 336–340, doi : 10.1126/science.1154122 .
  37. ↑ Hannah L. Wood, John I. Spicer, Stephen Widdicombe: Ocean acidification may increase calcification rates, but at a cost. In: Proceedings of the Royal Society B, Biological Sciences . online veröffentlicht am 6. Mai 2008, doi : 10.1098/rspb.2008.0343 .
  38. ↑ Martin Enserink: Does ocean acidification alter fish behavior? Fraud allegations create a sea of doubt. In: Science . 6. Mai 2021, abgerufen am 11. Mai 2021 .
  39. ↑ Jacqueline Dziergwa, Sarika Singh ua: Acid-base adjustments and first evidence of denticle corrosion caused by ocean acidification conditions in a demersal shark species. In: Scientific Reports. 9, 2019, doi : 10.1038/s41598-019-54795-7 .
  40. ↑ Martin Vieweg: Ozeanversauerung nagt an Hai-Schuppen. In: wissenschaft.de ( natur.de ). 23. Dezember 2019, abgerufen am 28. Dezember 2019 .
  41. ↑ Mojib Latif : Bringen wir das Klima aus dem Takt? , in: Klaus Wiegandt (Hrsg.), Mut zur Nachhaltigkeit. 12 Wege in die Zukunft . Frankfurt am Main 2016, 80-112, S. 107.
  42. ↑ Via Laser in die Vergangenheit der Ozeane. Abgerufen am 8. Februar 2017 .
  43. ↑ Nathalie Goodkin et al.: Ocean circulation and biogeochemistry moderate interannual and decadal surface water pH changes in the Sargasso Sea . In: Geophysical Research Letters . Band   42 , Nr.   12 , 2015, S.   4931–4939 .
  44. ↑ J. Timothy Wootton, Catherine A. Pfister, James D. Forester: Dynamic patterns and ecological impacts of declining ocean pH in a high-resolution multi-year dataset . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Vol. 105, 2008, No. 48, S. 18848–18853, December 2, doi : 10.1073/pnas.0810079105 .
  45. ↑ Täglich CO2. 23. Juli 2019, abgerufen am 23. Juli 2019 .
  46. ↑ a b GKPlattner, F. Joos, TF Stocker, O. Marchal: Feedback mechanisms and sensitivities of ocean carbon uptake under global warming. In: Tellus B. Volume 53, Nr. 5, November 2001, S. 564–592, doi : 10.1034/j.1600-0889.2001.530504.x .
  47. ↑ JB Greenblatt, JL Sarmiento: Variability and climate feedback mechanisms in ocean uptake of CO 2 . In: CB Field, MR Raupach (Hrsg.): SCOPE 62: The Global Carbon Cycle: Integrating Humans, Climate and the Natural World. Island Press, Washington DC 2004, S. 257–275.
  48. ↑ C. Le Quéré, C. Rödenbeck, ET Buitenhuis, TJ Conway, R. Langenfelds, A. Gomez, C. Labuschagne, M. Ramonet, T. Nakazawa, N. Metzl, N. Gillett, M. Heimann: Saturation of the Southern ocean CO 2 sink due to recent climate change. In: Science . Vol. 316, 2007, S. 1735–1738, doi : 10.1126/science.1136188 .
  49. ↑ James C. Orr, Ernst Maier-Reimer, Uwe Mikolajewicz ua: Estimates of Anthropogenic Carbon Uptake From Four Three-Dimensional Global Ocean Models. In: Global Biogeochemical Cycles. 2001, Vol. 15, Nr. 1, S. 43–60. (PDF; 5,7 MB)
  50. ↑ Ute Schuster, Andrew J. Watson: A variable and decreasing sink for atmospheric CO 2 in the North Atlantic. In: Journal of Geophysical Research . 2007, Vol. 112, C11006, doi : 10.1029/2006JC003941 .
  51. ↑ HelmuthThomas, AE Friederike Prowe, Steven van Heuven ua: Rapid decline of the CO 2 buffering capacity in the North Sea and implications for the North Atlantic Ocean. In: Global Biogeochemical Cycles. Vol. 21, 2007, GB4001, doi : 10.1029/2006GB002825 .
  52. ↑ Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret: Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . 17. Oktober 2019, ISSN 0027-8424 , S.   201905989 , doi : 10.1073/pnas.1905989116 , PMID 31636204 ( Online [abgerufen am 22. Oktober 2019]).
  53. ↑ Damian Carrington: Ocean acidification can cause mass extinctions, fossils reveal . In: The Guardian . 21. Oktober 2019, ISSN 0261-3077 ( Online [abgerufen am 22. Oktober 2019]).
  54. ↑ DJ Beerling, RA Berner: Biogeochemical constraints on the Triassic-Jurassic boundary carbon cycle event: TR-J BOUNDARY C-CYCLE DYNAMICS . In: Global Biogeochemical Cycles . Band   16 , Nr.   3 , September 2002, S.   10–1–10–13 , doi : 10.1029/2001GB001637 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  55. ↑ David PG Bond, Paul B. Wignall: Large igneous provinces and mass extinctions: An update . In: Volcanism, Impacts, and Mass Extinctions: Causes and Effects . Geological Society of America, 2014, ISBN 978-0-8137-2505-5 , doi : 10.1130/2014.2505(02) ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  56. ↑ Hallam, A. & Wignall, PB: Mass extinctions and their aftermath . Oxford University Press, Oxford [England] 1997, ISBN 0-19-854917-2 .
  57. ↑ a b c Michael Hautmann: Effect of end-Triassic CO 2 -maximum on carbonate sedimentation and marine mass extinction . In: Facies . Band   50 , Nr.   2 , September 2004, ISSN 0172-9179 , doi : 10.1007/s10347-004-0020-y ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  58. ↑ a b Michael Hautmann, Michael J. Benton, Adam Tomašových: Catastrophic ocean acidification at the Triassic-Jurassic boundary . In: Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen . Band   249 , Nr.   1 , 1. Juli 2008, S.   119–127 , doi : 10.1127/0077-7749/2008/0249-0119 ( ingenta.com [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  59. ↑ Sarah E. Greene, Rowan C. Martindale, Kathleen A. Ritterbush, David J. Bottjer, Frank A. Corsetti: Recognising ocean acidification in deep time: An evaluation of the evidence for acidification across the Triassic-Jurassic boundary . In: Earth-Science Reviews . Band   113 , Nr.   1-2 , Juni 2012, S.   72–93 , doi : 10.1016/j.earscirev.2012.03.009 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  60. ↑ TJ Blackburn, PE Olsen, SA Bowring, NM McLean, DV Kent: Zircon U-Pb Geochronology Links the End-Triassic Extinction with the Central Atlantic Magmatic Province . In: Science . Band   340 , Nr.   6135 , 24. Mai 2013, ISSN 0036-8075 , S.   941–945 , doi : 10.1126/science.1234204 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  61. ↑ Sofie Lindström, Bas van de Schootbrugge, Katrine H. Hansen, Gunver K. Pedersen, Peter Alsen: A new correlation of Triassic–Jurassic boundary successions in NW Europe, Nevada and Peru, and the Central Atlantic Magmatic Province: A time-line for the end-Triassic mass extinction . In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology . Band   478 , Juli 2017, S.   80–102 , doi : 10.1016/j.palaeo.2016.12.025 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  62. ↑ Michael Hautmann: Extinction: End-Triassic Mass Extinction . In: eLS . John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 2012, ISBN 978-0-470-01617-6 , S.   a0001655.pub3 , doi : 10.1002/9780470015902.a0001655.pub3 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  63. ↑ JL Payne, DJ Lehrmann, D. Follett, M. Seibel, LR Kump: Erosional truncation of uppermost Permian shallow-marine carbonates and implications for Permian-Triassic boundary events . In: Geological Society of America Bulletin . Band   119 , Nr.   7-8 , 1. Juli 2007, ISSN 0016-7606 , S.   771–784 , doi : 10.1130/B26091.1 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  64. ↑ MO Clarkson, SA Kasemann, RA Wood, TM Lenton, SJ Daines: Ocean acidification and the Permo-Triassic mass extinction . In: Science . Band   348 , Nr.   6231 , 10. April 2015, ISSN 0036-8075 , S.   229–232 , doi : 10.1126/science.aaa0193 ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
  65. ↑ Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret: Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact . In: Proceedings of the National Academy of Sciences . Band   116 , Nr.   45 , 5. November 2019, ISSN 0027-8424 , S.   22500–22504 , doi : 10.1073/pnas.1905989116 , PMID 31636204 , PMC 6842625 (freier Volltext) – ( Online [abgerufen am 25. Mai 2020]).
Abgerufen von „ https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Versauerung_der_Meere&oldid=211844180 “