Acidificación del océano

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Cambio en el pH de la superficie marina causado por el CO2 antropogénico entre los años 1700s y los 1990s

La acidificación del océano es el nombre dado al descenso en curso del pH de los océanos de la Tierra, causado por la absorción de dióxido de carbono antropogénico desde la atmósfera. Se estima que entre 1751 y 1994 el pH de la superficie del océano ha descendido desde aproximadamente 8.179 hasta 8.104 (un cambio de -.075).[1] [2]

El Ciclo del Carbono[editar]

En el ciclo natural del carbono, la concentración de dióxido de carbono (CO2) muestra un balance de flujos entre los océanos, la biosfera terreste y la atmósfera. Las actividades humanas tales como los cambios en los usos del suelo, la combustión de combustibles fósiles, y la producción de cemento ha supuesto un nuevo aporte de CO2 a la atmósfera. Parte de este aporte ha permanecido en la atmósfera (donde es responsable del aumento de las concentraciones atmosféricas), parte se cree que ha sido tomada por las plantas terrestres, mientras que otra parte ha sido absorbida por los océanos.

Cuando el CO2 se disuelve, reacciona con el agua para formar un equilibrio entre especies químicas ionicas y no iónicas: el dióxido de carbono libre en disolución (CO2 (aq)), el ácido carbónico (H2CO3), el bicarbonato (HCO3-) y el carbonato (CO32-). La relación entre estas especies depende de factores tales como la temperatura del agua de mar y la alcalinidad.

Acidificación[editar]

pH medio en la superficie del océano[1]
Tiempo pH Cambio en el pH Fuente
Pre-industrial (1700s) 8,179 0.000 análisis de campo[2]
Pasado reciente (1990s) 8,104 -0,075 campo[2]
2050 (2×CO2 = 560 ppm) 7.949 -0,230 modelo[1]
2100 (IS92a)[3] 7,824 -0,355 modelo[1]

El CO2 disuelto en el agua incrementa también de concentración del ion hidrógeno en el océano, descendiendo así en pH oceánico. El uso del término "acidificación oceánica" para describir este proceso fue introducido por Caldeira y Wickett (2003).[4] Desde el comienzo de la revolución industrial, se ha estimado que el pH de la superficie del océano ha caído desde poco menos de 0,1 unidades (en la escala logarítmica de pH)), y se ha estimado que descenderá más allá de las 0,3-0,5 unidades para 2100 a medida que el océano absorba más CO2 antropogénico.[4] [1] [5] Nótese que, aunque el océano se acidifica, su pH es aún superior a 7 (el del agua neutra), de manera que se puede decir también que el océano se está haciendo menos alcalino.

Posibles impactos[editar]

Mientras que la absorción natural de CO2 por los océanos mundiales ayuda a mitigar los efectos climáticos de las emisiones antropogénicas de CO2, se cree que el descenso resultante en pH tendrá consecuencias negativas, principalmente para los organismos calcáreos. Éstos usan los polimorfos del carbonato cálcico, la calcita o el aragonito, para construir cubiertas celulares o esqueletos. Las especies calcáreas abarcan en la cadena trófica desde autótrofos a heterótrofos e incluyen organismos tales como los cocolitofóridos, los corales, los foraminíferos, los equinodermos, los crustáceos y los moluscos.

En condiciones normales la calcita y el aragonito son estables en las aguas superficiales dado que el ion carbonato se encuentra en concentraciones sobresaturadas. No obstante, a medida que el pH desciende, lo hace la concentración de este ion, y cuando el carbonato pasa a estar en insaturación, las estructuras hechas de carbonato cálcico pasan a ser vulnerables a la disolución. Diversas investigaciones han encontrado que en corales,[6] algas cocolitofóridas,[7] foraminíferos[8] y mariscos[9] se detecta la reducción de la calcificación y el incremento de la disolución cuando son expuestos a CO2 elevados. La Royal Society of London ha publicado una revisión exhaustiva, sobre la acidificación de los océanos y sobre sus consecuencias potenciales, en junio de 2005.[5]

Mientras que las consecuencias ecológicas finales de estos cambios en la calcificación son todavía inciertas, parece claro que las especies calcáreas se verán desfavorablemente afectadas. Hay también algunas evidencias de que en particular el efecto de la acidificación en los cocolitofóridos (que están entre el fitoplancton más abundante del océano) puede ocasionalmente exacerbar el cambio climático, mediante el descenso del albedo de la tierra a través de sus efectos sobre la cobertura de nubes oceánicas.[10]

Aparte de los efectos sobre la calcificación (y específicamente sobre las especies calcáreas), los organismos pueden sufrir otros efectos adversos, tanto directos como en cuanto a la su fisiología y su reproducción (p.ej. la acidificación de los fluidos corporales inducida por el CO2, conocida como hipercapnia), o indirectamente a través de impactos negativos en los recursos alimentarios. En todo caso, tanto por la calcificación, como por las demás causas, no existe aún un completo entendimiento sobre estos procesos en los organismos y ecosistemas marinos.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. a b c d e Orr, James C.; Fabry, Victoria J.; Aumont, Olivier; Bopp, Laurent; Doney, Scott C.; Feely, Richard A. et al. (2005). «Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms». Nature 437 (7059):  pp. 681-686. doi:10.1038/nature04095. ISSN 0028-0836. http://web.archive.org/web/http://www.ipsl.jussieu.fr/~jomce/acidification/paper/Orr_OnlineNature04095.pdf. 
  2. a b c Key, R.M.; Kozyr, A.; Sabine, C.L.; Lee, K.; Wanninkhof, R.; Bullister, J.; Feely, R.A.; Millero, F.; Mordy, C. and Peng, T.-H. (2004). «A global ocean carbon climatology: Results from GLODAP». Global Biogeochemical Cycles 18:  pp. GB4031. doi:10.1029/2004GB002247. ISSN 0886-6236. 
  3. Review of Past IPCC Emissions Scenarios, IPCC Special Report on Emissions Scenarios (ISBN 0-521-80493-0).
  4. a b Caldeira, K.; Wickett, M.E. (2003). «Anthropogenic carbon and ocean pH». Nature 425 (6956):  pp. 365-365. doi:10.1038/425365a. ISSN 0028-0836. http://pangea.stanford.edu/research/Oceans/GES205/Caldeira_Science_Anthropogenic%20Carbon%20and%20ocean%20pH.pdf. 
  5. a b Raven, J. A. et al. (2005). Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide. Royal Society, London, UK.
  6. Gattuso, J.-P.; Frankignoulle, M.; Bourge, I.; Romaine, S. and Buddemeier, R. W. (1998). «Effect of calcium carbonate saturation of seawater on coral calcification». Global and Planetary Change 18 (1-2):  pp. 37-46. doi:10.1016/S0921-8181(98)00035-6. ISSN 0921-8181. http://www.obs-vlfr.fr/~gattuso/jpg_papers_list.php. 
  7. Riebesell, Ulf; Zondervan, Ingrid; Rost, Björn; Tortell, Philippe D.; Zeebe, Richard E. and François M. M. Morel (2000). «Reduced calcification of marine plankton in response to increased atmospheric CO2». Nature 407 (6802):  pp. 364-367. doi:10.1038/35030078. ISSN 0028-0836. http://www.nature.com/nature/journal/v407/n6802/abs/407364a0.html.  (Subscription required)
  8. Phillips, Graham; Chris Branagan (13-09-2007). «Ocean Acidification – The BIG global warming story». ABC TV Science: Catalyst (Australian Broadcasting Corporation). http://www.abc.net.au/catalyst/stories/s2029333.htm. Consultado el 18-09-2007. 
  9. Gazeau, F.; Quiblier, C.; Jansen, J. M.; Gattuso, J.-P.; Middelburg, J. J. and Heip, C. H. R. (2007). «Impact of elevated CO2 on shellfish calcification». Geophysical Research Letters 34:  pp. L07603. doi:10.1029/2006GL028554. ISSN 0094-8276. http://www.obs-vlfr.fr/~gattuso/jpg_papers_list.php. 
  10. Ruttiman, J. (2006). «Sick Seas». Nature 442 (7106):  pp. 978-980. doi:10.1038/442978a. ISSN 0028-0836. http://web.archive.org/web/http://www.nature.com/news/2006/060828/full/442978a.html.  (Subscription required)

Lecturas para profundizar[editar]

  • Jacobson, M. Z. (2005). «Studying ocean acidification with conservative, stable numerical schemes for nonequilibrium air-ocean exchange and ocean equilibrium chemistry». Journal of Geophysical Research - Atmospheres 110:  pp. D07302. doi:10.1029/2004JD005220. ISSN 0148-0227. 

Enlaces externos[editar]

Cálculos sobre el sistema del Carbonato[editar]

Las siguientes aplicaciones calculan el estado del sistema del carbonato en agua de mar (incluido el pH):