يعتمد أكثر من ثلاثة مليارات من الناس على موارد المحيطات لكسب رزقهم، وهي توفر أيضاً نسبة كبيرة من الأوكسيجين الذي نتنفسه وتمتص غازات الدفيئة، مما يخفف من تأثير هذه الغازات في الجو. وتؤدي المحيطات دوراً أساسياً في مناخ كوكب الأرض وطقسه بالإضافة إلى دورها المهم في دورة الكربون العالمية، وهي ثروة لا تُقدر ولا تُحصى توفرها لنا الطبيعة. ولكن الأنشطة البشرية قد أحدثت تغييراً جذرياً في التركيبة الكيميائية للمحيطات. ومنذ نهاية الثمانينات، أصبحت نسبة 95% من سطح المياه أكثر حموضة. وتمتص المحيطات حوالي 30% من ثاني أكسيد الكربون الذي ينتجه الإنسان مما يتسبب بخفض درجة الأس الهيدروجيني في مياه البحر. وتُعرف هذه العملية باسم تحمض المحيطات وهي مشكلة تتفاقم مع ارتفاع معدلات ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي بنسبة 50% عن المعدلات التي كانت عليها ما قبل الثورة الصناعية.
ما تحمض المحيطات؟
شرح الموضوعات النووية
يعتمد أكثر من ثلاثة مليارات من الناس على موارد المحيطات لكسب رزقهم، وهي توفر أيضاً نسبة كبيرة من الأوكسيجين الذي نتنفسه وتمتص غازات الدفيئة، مما يخفف من تأثير هذه الغازات في الجو. وتؤدي المحيطات دوراً أساسياً في مناخ كوكب الأرض وطقسه بالإضافة إلى دورها المهم في دورة الكربون العالمية، وهي ثروة لا تُقدر ولا تُحصى توفرها لنا الطبيعة. ولكن الأنشطة البشرية قد أحدثت تغييراً جذرياً في التركيبة الكيميائية للمحيطات. ومنذ نهاية الثمانينات، أصبحت نسبة 95% من سطح المياه أكثر حموضة.
ما الأس الهيدروجيني (مقياس الحمضية والقاعدة) وما الحموضة؟
يقيس الأس الهيدروجيني درجة حموضة أو قاعدية المحلول السائل، وهو يمثل تركيز أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل على مقياس يتراوح بين صفر و14. ويبلغ رقم الأس الهيدروجيني في المياه النقية 7 وهي درجة محايدة، أي أنها ليست حمضية ولا قاعدية، وتبلغ تركيزات الهيدروجين والهيدروكسيل فيها درجات متساوية. فإذا كان تركيز الأس الهيدروجيني في محلول ما أقل من 7 درجات فهذا يعني أنَّ المحلول حمضي، أما إذا تعدى تركيز الأس الهيدروجيني في المحلول 7 درجات فإنَّه يُعد عندئذ محلولاً قاعدياً. ومقياس الأس الهيدروجيني ليغوريتمي، لذلك فأي انخفاض في وحدة الأس الهيدروجيني هو ارتفاع بعشرة أضعاف في نسبة الحموضة.
والمحيط عبارة عن محلول قاعدي بعض الشيء . وقبل الثورة الصناعية التي امتدت من القرن الثامن عشر وحتى القرن التاسع عشر، كان معدل الأس الهيدروجيني للمحيطات يبلغ حوالي 8,2. أما اليوم، فيبلغ معدل الأس الهيدروجيني 8,1. وهذا يعني أنَّ المحيطات هي اليوم أكثر حموضة بنحو 30% مما كانت عليه قبل الثورة الصناعية. وورد في تقرير التقييم السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أنَّ معدل الأس الهيدروجيني قد ينخفض بحلول عام 2100 ليصل إلى نحو 7,8 درجات، ما يجعل المحيطات أكثر حموضة بنسبة 150% وهو ما يؤثر في نصف الحياة البحرية.
ما تأثير وجود محيطات أكثر حموضة؟
يهدد تحمض المحيطات النظم الإيكولوجية البحرية ما يؤثر أيضاً في السكان الذين يعتمدون على المحيطات كمصدر للدخل والغذاء. ويعتمد أكثر من ثلاثة مليارات من السكان على التنوُّع البيولوجي البحري والساحلي كمورد رزق لهم.
وبالنسبة للنظم البيئية البحرية، ينطوي تحمض المحيطات على تحدٍّ مزدوج يشمل ارتفاع معدل الحموضة من جهة وانخفاض توافر أيونات الكربونات من جهة أخرى. فتحتاج الكائنات المتكلِّسة، كالمحار والسرطان والقنفد البحري والكركند والمرجان، إلى أيونات الكربونات لبناء وحفظ هياكلها وأصدافها. بالإضافة إلى ذلك، تشير الدراسات إلى أنَّ الهياكل والأصداف قد تتحلَّل بسهولة أكبر في حال انخفاض درجة الأس الهيدروجيني. ويدرس العلماء إلى أيّ مدى تتأثر الكائنات المتكلّسة بالتحمض وكيف قد تكون بعض الكائنات أكثر عرضة لذلك من غيرها.
وقد تؤدي الطاقة التي تستهلكها الكائنات البحرية لكي تواجه ظروف تزايد نسبة الحموضة إلى تقليص الطاقة المتاحة لها من أجل أداء وظائفها الفسيولوجية، مثل التناسل والنمو، وهو ما يهدد استقرار السلاسل الغذائية ويؤثر في قدرة النظام البيئي على الصمود، كما يؤثِّر في الأنشطة الاقتصادية، مثل صيد الأسماك والسياحة.
ما دور الوكالة؟
- تدعم الوكالة البلدان حول العالم في استخدام الطاقة النووية وتقنياتها لتطوير فهم قائم على العلوم للتغيرات التي تحصل في المحيطات. ويستخدم العلماء في مختبرات البيئة البحرية التابعة للوكالة التقنيات النظيرية لدراسة آثار تحمض المحيطات وتفاعلها مع عوامل الإجهاد البيئي الأخرى.
- وأنشأت الوكالة مركز التنسيق الدولي المعني بتحمض المحيطات عام 2012 للتركيز على العلوم وبناء القدرات والتواصل والاتصالات فيما يتعلق بحالة واتجاهات تحمض المحيطات، وتعزيز اتخاذ القرارات بالاستناد إلى العلوم.
- ودعم المركز إطلاق الشبكة العالمية لرصد تحمض المحيطات عام 2013. وتوفر بوابة البيانات هذه معلومات حول المرافق المعنية بمراقبة تحمض المحيطات وتشمل إمكانية الوصول إلى البيانات في الوقت الحقيقي. وتتألف هذه الشبكة من تسعة مراكز إقليمية، من بينها مركز يقع على البحر الأبيض المتوسط ويضمّ إسبانيا وإيطاليا وتركيا والجزائر وفرنسا ولبنان ومصر والمغرب.
- والمركز مسؤول أيضاً عن إدارة موقع إلكتروني مُخصّص ومُتاح للجميع، يبث بشكل مستمر التقارير العلمية والتغطية الإعلامية والموجزات السياسية ومواد أخرى متعلقة بتحمض المحيطات.
What is pH and acidity?
pH is the measure of the acidity or basicity of a liquid solution. A solution’s pH represents the concentration of hydrogen ions (H+) and hydroxyl ions (OH-) on a scale of 0 to 14. Pure water has a pH of 7 and is neutral – neither acidic nor basic – with equal concentrations of H+ and OH−. A solution with a pH lower than 7 is acidic, while a solution with a pH greater than 7 is basic. The pH scale is logarithmic, so a decrease of one pH unit is a ten-fold increase in acidity.
The ocean is slightly basic. Prior to the Industrial Revolution of the 18th to 19th centuries, the ocean’s average pH was about 8.2. Today, the ocean’s average pH is 8.1. This means that the ocean today is about 30 per cent more acidic than in pre-industrial times. By 2100, the pH of the ocean could decrease to about 7.8, making the ocean 150 percent more acidic and affecting half of all marine life, according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Sixth Assessment Report.
What is the effect of a more acidic ocean?
Ocean acidification threatens marine ecosystems, which also affects populations who rely on the ocean as a source of income and diet. Over three billion people depend on marine and coastal biodiversity for their livelihoods.
For marine ecosystems, ocean acidification presents a two-fold challenge: higher acidity and lower availability of carbonate ions (CO32-). Calcifying organisms – such as oysters, crabs, sea urchins, lobsters and coral – need CO32- to build and maintain their shells and skeletons. Furthermore, studies suggest marine shells and skeletons may dissolve more easily as pH decreases. Scientists are studying the extent to which calcifying organisms are affected by acidification and how some organisms may be more sensitive than others.
Energy spent by marine organisms overcoming more acidic conditions may reduce the energy available for physiological processes, such as reproduction and growth, threatening the stability of food chains that would affect the ecosystem resilience and economic activities, such as fisheries and tourism.
What is the role of the IAEA?
- The IAEA supports countries around the world in utilizing nuclear and nuclear-derived techniques to develop a science-based understanding of changes in the ocean. Scientists at the IAEA’s Marine Environment Laboratories are using isotopic techniques to investigate the impacts of ocean acidification and its interaction with other environmental stressors.
- The IAEA established the Ocean Acidification International Coordination Centre (OA-ICC) in 2012 to focus on science, capacity building, outreach and communication about the status and trends of ocean acidification, promoting science-based decision making.
- The OA-ICC supported the launch of the Global Ocean Acidification Observing Network (GOA-ON) in 2013. The GOA-ON data portal provides information on ocean acidification monitoring facilities and includes access to real-time data.
- The OA-ICC also manages a dedicated, open-access website that offers a steady stream of scientific reports, media coverage, policy briefs and other material pertaining to ocean acidification.