Röviden

Hallottál már az óceánok savasodásáról? Vajon azt jelenti, hogy ha bemész úszni a tengerbe, akkor feloldódsz? Nem. Nyugodtan úszhatsz, mert nem vagy olyan meszes vázú élőlény, mint egy kagyló, egy korall vagy egy tengeri sün.

Akkor miért is komoly probléma az óceánok savasodása? Mert potenciálisan a tengeri táplálékláncok tömeges összeomlásához vezethet. Nézzük meg közelebbről, mit is jelent ez a kifejezés.

A pH-skála, amely a vizes oldatok savasságát és lúgosságát méri, 0-tól (erősen savas) 14-ig (erősen lúgos) terjed, ahol a 7-es pH a semleges középpontot jelenti. Fontos, hogy a skála logaritmikus, tehát egyetlen egységnyi elmozdulás a nulla irányába a savasság tízszeres növekedését jelenti.

A savasodás egyszerűen azt jelenti, hogy a pH-érték bármely kiindulási pontból a nulla felé tolódik el. Hasonlóan beszélünk a hőmérsékletről is. Ha egy oldat pH-ja 9-ről 8-ra csökken, az savasodást jelent, még akkor is, ha az oldat továbbra is a semleges érték lúgos oldalán marad. Ugyanígy, ha a hőmérséklet -40°C-ról -15°C-ra emelkedik, az egyértelmű melegedés, még ha továbbra is rettentően hideg van.

Jelenleg a tengervíz enyhén lúgos, körülbelül 8,1-es pH-értékkel. Az esővíz, amely mindig tartalmaz oldott szén-dioxidot (aminek régi neve „szénsavgáz” volt), savasabb pH-jú, körülbelül 5,6. Valószínűleg már jártál, vagy láttál felvételeket lenyűgöző barlangokról, igaz? Ezeket a barlangokat a szénsav vájta ki, amely évezredek alatt feloldotta a szilárd mészkövet.

A szénsav nemcsak az esőcseppekben van jelen oldott formában. Akkor is létrejön, amikor a szén-dioxid elnyelődik az óceánok vízfelszínén. Minél több a szén-dioxid a levegőben, annál több kerül az óceánokba, és ez a folyamat a pH-értéket a 8,1-es szintről lefelé tolja. A hatalmas probléma pedig az, hogy mindez már jóval a semleges érték elérése előtt komoly következményekkel jár.

Sok tengeri élőlény védőpáncélját vagy vázát „biogén” kalcium-karbonátból építi fel és tartja fenn. A biogén azt jelenti, hogy élőlények által előállított. Ezek a szervezetek a tengervízben oldott kalcium- és karbonátionokat vonják ki és egyesítik őket. Normál körülmények között az ilyen kalcium-karbonát sekély vizekben stabil, mert a karbonátionok koncentrációja olyan magas, hogy a víz telítettnek tekinthető velük.

Ha azonban a tengervíz pH-ja akár csak kis mértékben is csökken, az oldott karbonátionok koncentrációja is csökken. Amikor ez bekövetkezik, a biogén kalcium-karbonát oldékonysága megnő, és elkezdhet oldódni. A karbonátionok csökkenése megnehezíti ezeknek az élőlényeknek a vázuk vagy védőrétegük fenntartását. A legrosszabb esetben a kalcium-karbonát oldódása gyorsabb lehet, mint annak képződése. Ha ez megtörténik, a meszes vázú élőlények tömeges pusztulása következhet be.

Itt olyan lényekről van szó, amelyek teljes tengeri táplálékláncokat tartanak fenn. A mikroszkopikus mészvázas planktonoktól kezdve a kagylókon, homárokon és rákokon át azokig a tengeri herkentyűkig, amelyeket mi is fogyasztunk. Ezért olyan halálosan komoly az óceánok savasodása.

Részletesebb magyarázat

Az emberi ipari tevékenység során kibocsátott szén-dioxid nem marad teljes egészében a légkörben. Az iparosodás kezdete óta kibocsátott CO₂ mennyiségének 25–50%-át az óceánok elnyelték, megakadályozva ezzel, hogy a légköri szén-dioxid-koncentráció még sokkal drámaibb mértékben növekedjen. Ez azonban nem jár következmények nélkül.

Amint az óceánok elnyelik a CO₂-t, egyre savasabbá válnak. Ez nem azt jelenti, hogy olyanok lesznek, mint a vegyszerek, amelyeket egy kémialaborban találunk. Azonban a tengeri élővilág rendkívül érzékeny még a legkisebb pH-változásokra is, és minden pH-csökkenés savasodást jelent, még akkor is, ha az adott közeg továbbra is lúgos marad. Ráadásul a pH-skála logaritmikus, tehát minden egyes pH-egységnyi csökkenés tízszeres növekedést jelent a savasság (azaz a hidrogénion-koncentráció) szempontjából.

A felszíni tengervíz pH-ja a közelmúlt geológiai korszakában viszonylag stabil volt, ingadozva a hideg jégkorszakok (pH 8,3) és a melegebb interglaciális időszakok (pH 8,2) között. Az ipari forradalom óta azonban az átlagos tengervíz pH-ja csökkent, elérve a legutóbbi adatok szerint a 8,06 alatti értéket – ami körülbelül 30%-os savasságnövekedést jelent (1. ábra). Ez gyorsabb változás, mint bármelyik az elmúlt 50 millió évben (Rhein et al., 2013, elérhető az IPCC oldalán).

1. ábra: Az óceán pH-jának csökkenése, amelyet az Aloha állomáson (Hawaii partjainál, a Csendes-óceánon) mértek, valamint az éves globális átlagos felszíni tengervíz pH-értékek. Forrás: Európai Környezetvédelmi Ügynökség (Copernicus Marine Service).

Mivel a savasodás mértéke szorosan összefügg a szén-dioxid-kibocsátással, várhatóan a 21. században tovább gyorsul majd, ha a kibocsátásokat a jelenlegi, megszokott forgatókönyv szerint folytatjuk. Ez pedig potenciálisan katasztrofális hatásokkal járhat a tengeri ökoszisztémákra nézve (Bindoff et al., 2019, PDF az IPCC-től). Ezek a tendenciák világszerte egyre világosabban rajzolódnak ki.

Az IPCC Hatodik Értékelő Jelentése (AR6) szerint „nagyon valószínű”, hogy a pH-érték csökkenésének mértéke az óceánok felszíni rétegében az 1980-as évek óta évtizedenként 0,016–0,020 közötti a szubtrópusi övezetekben, és 0,002–0,026 közötti a szubpoláris és poláris zónákban. Az óceánok savasodása a mélyebb rétegekbe is átterjedt, meghaladva a 2000 méteres mélységet az északi Észak-Atlanti-óceánban és a Déli-óceánban (2. ábra).

2. ábra: Az óceán savasodásának terjedése a felszíntől a mélyebb rétegek felé az iparosodás előtti időktől napjainkig. (a) Térkép a három metszési vonallal, amelyek mentén a (b) ábrán látható függőleges metszetek készültek – ezek az 1800 és 2002 közötti pH-változások antropogén CO₂-kibocsátás miatti alakulását mutatják. Minél sötétebb a szín, annál nagyobb a változás. A kontúrvonalak az adott helyek 2002-es pH-értékeit mutatják. Forrás: IPCC AR6 (Lauvset et al., 2020).

Ha ezek a változások az óceán kémiájában megtörténnek, az visszafordíthatatlan lesz több ezer éven keresztül. A biológiai következmények pedig még ennél is tovább eltarthatnak.

Honnan tudjuk ezt? A földtörténeti rétegekből. A tömeges kihalások legtöbbje hihetetlenül súlyos vulkáni eseményekhez kapcsolódik – olyan léptékűekhez, amelyeket ember sosem tapasztalt meg. Az ilyen katasztrófák szén-dioxid-kibocsátása azonban valójában nagyon hasonló volt a mai emberi kibocsátáshoz. És mik voltak az ilyen események következményei? A fosszilis leletek diverzitása drámaian csökkent, és megjelentek az úgynevezett „zátonyhiányos időszakok” – olyan több millió éves periódusok, amikor a korallzátonyok – ezek az összetett, fajgazdag ökoszisztémák – gyakorlatilag teljesen eltűntek.

A zátonyhiányos időszakok azért alakulnak ki, mert ahogy a felszíni vizek savasabbá válnak, a koralloknak, kagylóknak és más mészvázas élőlényeknek egyre nehezebb felépíteni és fenntartani a túlélésükhöz szükséges kalcium-karbonát vázat vagy héjat. Ha a helyzet eldurvul, a kalcium-karbonát olyan gyorsan oldódik fel, amilyen gyorsan keletkezne – ez pedig a végüket jelenti ezeknek a szervezeteknek.

3. ábra: csak néhány azok közül az élőlények közül, amelyek halálos veszélyben vannak a felszíni óceánvizek savasodása miatt.

A korallzátonyok az összes tengeri faj több mint 25%-ának adnak otthont – így már érthető, miért olyan súlyos ez a probléma. Egyes mészvázas élőlények, például az apró tengeri pillangók (3. ábra) sok óceáni tápláléklánc alapját képezik – ha ezek eltűnnek, az egész rendszer összeomlik. Világszerte közösségek sokasága, emberek milliói – akik ezeknek a táplálékláncoknak a csúcsán állnak – a tenger gyümölcseire támaszkodnak, mint az egészséges étrendjük alapja. Mostanra valószínűleg te is látod a problémát. Az óceán savasodása alattomosan, mint egy éjszakai tolvaj, lopakodik ránk, miközben mi mit sem sejtve alszunk tovább.