Ресурсы океана обеспечивают средства к существованию более трех миллиардов человек. Океан также обеспечивает значительную часть кислорода, которым мы дышим, и поглощает парниковые газы, смягчая их воздействие на атмосферу. Океан — могущественная сила природы, которая играет ключевую роль в мировом углеродном цикле, а также в формировании климата и погодных условий Земли. Однако деятельность человека кардинально изменила химический состав океана. С конца 1980-х годов повысилась кислотность 95 процентов его поверхностных вод. Океан поглощает около трети производимого нами углекислого газа (CO2), снижая водородный показатель (рН) морской воды. Этот процесс известен как подкисление океана. Проблема усугубляется тем, что нынешний уровень CO2 в атмосфере вполовину выше доиндустриального уровня.
Что такое подкисление океана?
Что есть что в ядерной сфере
Деятельность человека кардинально изменила химический состав океана. Подкисление океана угрожает морским экосистемам, а также оказывает влияние на сегменты населения, использующие океан в качестве источника дохода и питания — более трех миллиардов человек.
Что такое водородный показатель (рН) и кислотность?
pH — это показатель кислотности или щелочности жидкого раствора. pH раствора представляет собой концентрацию ионов водорода (H+) и гидроксильных ионов (OH-) по шкале от 0 до 14. Чистая вода имеет pH 7 и является нейтральной — не кислой и не щелочной — с равной концентрацией H+ и OH-. Раствор с pH меньше 7 является кислотным, а раствор с pH больше 7 — щелочным. Шкала pH является логарифмической, поэтому снижение на одну единицу pH означает десятикратное увеличение кислотности.
По сравнению с чистой водой, вода океана является немного щелочной. До промышленной революции XVIII–XIX веков средний уровень pH океана составлял около 8,2. Сегодня средний уровень pH океана составляет 8,1. Это означает, что кислотность океана сегодня примерно на треть выше, чем в доиндустриальные времена. Согласно Шестому оценочному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) к 2100 году рН океана может снизиться примерно до 7,8, то есть он станет в полтора раза более кислотным, что скажется на половине всех морских обитателей.
На что влияет повышение кислотности океана?
Подкисление океана угрожает морским экосистемам, а также оказывает влияние на сегменты населения, использующие океан в качестве источника дохода и питания. Жизнедеятельность более трех миллиардов человек зависит от биологического разнообразия морской и прибрежной среды.
Для морских экосистем подкисление океана представляет собой двойную проблему: повышение кислотности и снижение доступности карбонатных ионов (CO32-). Кальцифицирующие организмы, такие как устрицы, крабы, морские ежи, омары и кораллы, нуждаются в CO32- для формирования и сохранения своих раковин и скелетов. Более того, исследования показывают, что морские раковины и скелеты могут растворяться при снижении pH. Ученые изучают степень воздействия подкисления на кальцифицирующие организмы, а также бóльшую чувствительность некоторых организмов к его эффектам.
В условиях повышенной кислотности морским организмам может понадобиться затрачивать большее количество энергии на физиологические процессы, такие как размножение и рост, что поставит под угрозу стабильность пищевых цепей, повлияет на устойчивость экосистем и экономический сектор, включая рыболовство и туризм.
Какую роль играет МАГАТЭ?
- По всему миру МАГАТЭ оказывает поддержку странам в использовании ядерных методов для того, чтобы лучше понять процессы изменений океана с научной точки зрения. Ученые из Лаборатории морской среды МАГАТЭ используют изотопные методы для исследования последствий подкисления океана и взаимодействия этой проблемы с другими экологическими стресс-факторами.
- В 2012 году МАГАТЭ создало Международный координационный центр по проблеме подкисления океана, который занимается наукой, наращиванием потенциала, информационно-просветительной деятельностью и коммуникациями о состоянии океана и тенденциях его подкисления, содействуя принятию научно обоснованных решений.
- В 2013 году Международный координационный центр по проблеме подкисления океана поддержал запуск Глобальной сети наблюдений за подкислением океана. Портал данных этой глобальной сети предоставляет информацию об учреждениях, занимающихся мониторингом подкисления океана, включая доступ к данным в режиме реального времени. Эта сеть состоит из девяти региональных центров, включая Арктический центр.
- Международный координационный центр по проблеме подкисления океана также поддерживает находящийся в открытом доступе специальный веб-сайт, где публикуются научные доклады, материалы СМИ, концептуальные записки и другие материалы, касающиеся подкисления океана.
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.