L'acidificazione degli oceani e i suoi effetti | CoastAdapt

06Ago 2020 by admin No Comments

Che cos’è l’acidificazione degli oceani?

Le attività umane rilasciano CO2 nell’atmosfera, che porta al riscaldamento atmosferico e ai cambiamenti climatici, come spiegato in Cause dei cambiamenti climatici. Circa un terzo o la metà del CO2 rilasciato dalle attività umane viene assorbito dagli oceani. Mentre questo aiuta a ridurre il tasso di riscaldamento atmosferico e il cambiamento climatico, ha anche un effetto chimico diretto sull’acqua di mare, che chiamiamo acidificazione degli oceani (Figura 1).

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Figura 1: Parte dell’anidride carbonica emessa nell’atmosfera dalle attività umane viene assorbita dagli oceani. Quando l’anidride carbonica si combina con l’acqua nell’oceano, forma acido carbonico, che rende l’oceano più acido e può ridurre la capacità degli organismi calcificanti di formare i loro gusci e scheletri. Fonte: Adattato da J. Cook, skepticalscience.com.

Box 1: Cos’è il pH?

L’acidificazione dell’oceano è spesso espressa in termini di pH dell’acqua marina. Un pH inferiore a 7 è considerato acido, e un pH superiore a 7 è considerato alcalino, o basico.

Il pH medio dell’acqua oceanica è attualmente 8,1. La scala del pH è logaritmica, quindi un cambiamento di un punto sulla scala significa un cambiamento di dieci volte nella concentrazione.

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Figura B1: La scala del pH. Fonte: Feely et. al 2006.

Quali sono i cambiamenti osservati?

Dal 1850 circa, gli oceani hanno assorbito tra un terzo e la metà della CO2 emessa nell’atmosfera. Di conseguenza, il pH medio delle acque superficiali degli oceani è sceso di circa 0,1 unità, da 8,2 a 8,1 (Figura 2). Questo corrisponde a un aumento del 26% dell’acidità degli oceani, un tasso di cambiamento circa 10 volte più veloce di qualsiasi momento negli ultimi 55 milioni di anni.

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Figura 2: pH medio globale della superficie oceanica dal 1850 al 2100, dai modelli climatici. La tendenza storica modellata mostra una diminuzione complessiva di circa 0,1 unità di pH (nero). Le proiezioni fino al 2100 sono mostrate per scenari ad alte emissioni (RCP8.5, rosso) e scenari a basse emissioni (RCP2.6, blu). Fonte: Gattuso et al. 2014, Fig. OA1b.

Cosa possiamo aspettarci in futuro?

Il grado di acidificazione futura degli oceani sarà strettamente legato ai futuri aumenti della CO2 atmosferica (Figura 3). Se le emissioni di gas serra continuano come stanno facendo attualmente (la traiettoria RCP8.5, vedi Cause del cambiamento climatico), l’acqua del mare potrebbe aumentare la sua acidità di 0,4 unità (vedi Box 1) entro la fine del secolo.

L’acidificazione degli oceani non sarà uniforme in tutto il mondo. I mari polari e le regioni di upwelling, che spesso si trovano lungo le coste occidentali dei continenti, dovrebbero acidificarsi più velocemente delle regioni temperate o tropicali. Il pH varierà significativamente a seconda dell’ecosistema. In alcune parti dell’Artico l’acqua è abbastanza acida da corrodere alcuni tipi di conchiglie e in California si sono già verificati eventi corrosivi occasionali. La maggior parte delle acque di superficie sarà continuamente corrosiva nel giro di decenni.

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Figura 3: Concentrazioni di CO₂ atmosferica e valori di pH oceanico. La CO₂ atmosferica, mostrata in blu (variazioni stagionali) e in rosso (tendenza a lungo termine smussata), è misurata a Mauna Loa, Hawai’i. I valori di pH dell’oceano (verde e arancione) provengono dall’oceano a nord di Hawa’ii (stazione Aloha). Man mano che la CO₂ si accumula nell’oceano, l’acqua diventa più acida (il pH diminuisce). Fonte: Modificato da Feely et al. 2009.

Quali sono gli effetti dell’acidificazione degli oceani sugli organismi e sugli ecosistemi marini?

L’acidificazione degli oceani riduce la quantità di carbonato, un elemento chiave nell’acqua marina. Questo rende più difficile per gli organismi marini, come il corallo e alcuni tipi di plancton, formare i loro gusci e scheletri, e i gusci esistenti possono iniziare a dissolversi.

Il pH attuale dell’acqua marina è molto variabile, e un singolo organismo può far fronte a fluttuazioni di diversi livelli di pH durante la sua vita. Il problema dell’acidificazione degli oceani è la natura sostenuta del cambiamento, poiché il rischio deriva dall’esposizione per tutta la vita a livelli di pH più bassi. Il rapido ritmo dell’acidificazione influenzerà la misura in cui gli organismi calcificanti saranno in grado di adattarsi.

L’impatto dell’acidificazione degli oceani non è uniforme in tutte le specie. Alcune alghe e piante marine possono beneficiare di concentrazioni di CO2 più elevate nell’oceano, in quanto possono aumentare i loro tassi di fotosintesi e di crescita. Tuttavia, un ambiente più acido danneggerà altre specie marine come i molluschi, i coralli e alcune varietà di plancton (Figura 4). I gusci e gli scheletri di questi animali possono diventare meno densi o resistenti. Nel caso delle barriere coralline questo può renderle più vulnerabili ai danni delle tempeste e rallentare il tasso di recupero.

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Figura 4: Un guscio di mollusco si dissolve in condizioni acide. La conchiglia si dissolve quasi completamente dopo 45 giorni quando viene messa in acqua di mare con pH e livelli di carbonato previsti dai modelli per l’anno 2100. Fonte: © David Liittschwager/National Geographic Creative.

Gli organismi marini potrebbero anche sperimentare cambiamenti nella crescita, nello sviluppo, nell’abbondanza e nella sopravvivenza in risposta all’acidificazione dell’oceano (Figura 5). La maggior parte delle specie sembra essere più vulnerabile nelle loro prime fasi di vita. I pesci giovani, per esempio, potrebbero avere difficoltà a trovare un habitat adatto per vivere.

Nonostante le diverse risposte all’interno e tra i gruppi marini, positive o negative, la ricerca suggerisce che l’acidificazione degli oceani sarà un motore per cambiamenti sostanziali negli ecosistemi oceanici di questo secolo. Questi cambiamenti potrebbero essere peggiorati dall’effetto combinato con altri pericoli emergenti legati al clima, come la diminuzione dei livelli di ossigeno degli oceani – una condizione nota come deossigenazione degli oceani – che sta già colpendo la vita marina in alcune regioni (Long et al. 2016).

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Figura 5: Sintesi degli effetti dell’acidificazione degli oceani tra i principali gruppi tassonomici. Le risposte principali sono rappresentate in variazioni percentuali, che possono essere positive (verde) o negative (rosso). Fonte: Adattato da Kroeker et al. 2013.

Quali sono gli effetti sulle società umane?

I cambiamenti negli ecosistemi marini avranno conseguenze per le società umane, che dipendono dai beni e servizi che questi ecosistemi forniscono. Le implicazioni per la società potrebbero includere sostanziali diminuzioni di reddito, perdita di occupazione e di mezzi di sussistenza, e altri costi economici indiretti.

Si prevedono impatti socioeconomici associati al declino dei seguenti servizi ecosistemici:

Cibo: L’acidificazione dell’oceano ha il potenziale di influenzare la sicurezza alimentare. Le specie marine importanti dal punto di vista commerciale ed ecologico saranno colpite, sebbene possano rispondere in modi diversi. Molluschi come ostriche e cozze sono tra i gruppi più sensibili. Entro il 2100, i costi annuali globali della perdita di molluschi a causa dell’acidificazione degli oceani potrebbero superare i 100 miliardi di dollari per un percorso di emissioni di CO2 business-as-usual (RCP8.5).

Protezione delle coste: Gli ecosistemi marini come le barriere coralline proteggono le coste dall’azione distruttiva delle tempeste e dei cicloni, proteggendo l’unica terra abitabile per diverse nazioni insulari. Questa funzione protettiva delle barriere coralline previene la perdita di vite umane, i danni alle proprietà e l’erosione, ed è stata valutata in 9 miliardi di dollari all’anno.

Turismo: Questa industria potrebbe essere gravemente colpita dagli impatti dell’acidificazione degli oceani sugli ecosistemi marini (ad esempio le barriere coralline). In Australia, il parco marino della Grande Barriera Corallina attira circa 1,9 milioni di visite ogni anno e genera più di 5,4 miliardi di dollari australiani per l’economia australiana.

Stoccaggio del carbonio e regolazione del clima: La capacità dell’oceano di assorbire CO2 diminuisce con l’aumento dell’acidificazione degli oceani. Oceani più acidi sono meno efficaci nel moderare il cambiamento climatico.

Cosa possono fare i decisori costieri?

Mentre la riduzione delle emissioni globali di gas serra (mitigazione) è la soluzione definitiva all’acidificazione degli oceani, prendere alcune decisioni e azioni impegnative può aiutarci a prepararci agli effetti negativi dell’acidificazione degli oceani. Questo è l’approccio di adattamento.

A livello locale, le seguenti opzioni politiche e gestionali possono aiutare a minimizzare gli effetti negativi di altri fattori di stress locali e, di conseguenza, aiutare gli ecosistemi marini a far fronte meglio al cambiamento delle condizioni ambientali.

Miglioramenti nella qualità dell’acqua: Monitoraggio e regolamentazione delle fonti localizzate di acidificazione da deflusso e inquinanti come i fertilizzanti.

Sviluppo di pratiche di gestione sostenibile della pesca: Regolamentazione delle catture per ridurre la pesca eccessiva e creazione di piani a lungo termine per la riduzione delle catture accessorie.

Implementazione di nuove tecnologie: Diverse tecniche possono essere applicate a seconda del settore. Per esempio, nell’industria dell’acquacoltura, sono stati sviluppati nuovi sistemi di previsione per tenere conto delle risalite stagionali che portano le acque marine a basso pH alla superficie dell’oceano e causano la morte di massa dei molluschi.

Gestione sostenibile degli habitat: Aumento della protezione costiera, riduzione del carico di sedimenti e applicazione della pianificazione spaziale marina.

Istituzione e mantenimento di aree marine protette: Proteggere gli ecosistemi marini altamente vulnerabili e in pericolo.

Bycatch: un pesce o un’altra specie marina che viene catturata involontariamente. Le catture accessorie sono di una specie diversa, del sesso sbagliato, o sono individui sotto misura o giovani della specie bersaglio.