Koolstofdioxide verzuurt de oceanen

De menselijke uitstoot van koolstofdioxide voor energieproductie, transport, veeteelt, en productie van goederen heeft ertoe geleid dat de concentratie van dit gas in de atmosfeer van 280 ppm in 1850 is toegenomen tot 400 ppm in 2013. De oceanen hebben er voor gezorgd dat deze toename niet groter was door veel koolstofdioxide op te nemen uit de atmosfeer. Als koolstofdioxide in water komt, dan vormt het met watermoleculen koolzuur. Dit heeft er toe geleid dat de oceanen overal ter wereld zuurder zijn geworden wat grote gevolgen heeft voor het leven in zee.

Het zeeleven dat door de verzuring bedreigt wordt is zeer divers en de gevolgen kunnen zich op verschillende niveaus afspelen.

Veel levensvormen in zee vormen een extern kalkskelet voor stevigheid en bescherming. Maar een kalkskelet is zeer gevoelig voor zuurder water en lost er letterlijk in op (net zoals dat je een zuur, azijn, gebruikt om kalk uit een waterkoker te verwijderen). Het eerste effect van de verzuring zal zijn dat het vormen van het kalkskelet meer energie zal kosten. Hierdoor kan het zeeleven die energie niet meer gebruiken voor groei, voortplanting, en afweer. Als de verzuring echter voortzet, dan zal het bijvoorbeeld de schelpen van weekdieren zelf beginnen aan te tasten. Het zeeleven dat door de verzuring bedreigt wordt is zeer divers en de gevolgen kunnen zich op verschillende niveaus afspelen.

Verandering in pH (meeteenheid van zuurtegraad) tussen 1700 en 1990. De meeste verzuring treedt op aan de polen omdat kouder water meer koolstofdioxide kan opnemen.

 

 

Verliezers door verzuring

door verzuring is de schelp van deze zeevlinder erg dun en doorzichtig geworden.

Zoals eerder gezegd kan de verzuring schade toebrengen aan externe kalkskeletten zoals bijvoorbeeld het huisje van zeevlinders, een veel voorkomende vrijzwemmende zeeslak die een belangrijke bron van voedsel is voor veel vissen. Bij voortdurende verzuring zullen deze slakken niet meer in staat zijn om zich normaal te ontwikkelen wat hun voortbestaan zal bedreigen.

Bij vissoorten is ontdekt dat de verzuring effect heeft op de ontwikkeling en het gedrag van de jonge visjes. De jonge visjes verliezen hun schuilinstinct voor predatoren en lijken problemen te hebben met hun weg vinden tijdens migraties. Als de ontwikkeling van jonge vissen nadelig beïnvloed wordt, dan kan dat een effect hebben op de soort als geheel.

Een coccolithofoor, onderdeel van het plantaardig (fyto)plankton met zijn kalkplaatjes

Koraalriffen bestaan door een bijzondere samenwerking tussen het koraal, dat een familielid is van de zeeanemonen en kwallen, en eencellige algjes die in zijn weefsels wonen. Deze algjes geven een deel van hun fotosyntheseprodukten aan het koraal. Hierdoor heeft het koraal de energie om grote complexe kalkskeletten te bouwen die een thuis geven aan een ongelofelijke diversiteit aan leven. Als de koralen deze skeletten niet meer kunnen vormen door de verzuring, dan stort het hele ecosysteem in en zal een groot gedeelte van die ongelofelijke diversiteit verdwijnen.

Het fytoplankton is het plantaardige deel van het plankton in zee en vormt een van de meest belangrijke basissen van het leven op aarde doordat het 50% tot 70% van alle fotosynthese doet. Een groot gedeelte van dit fytoplankton vormt ook een kalkskelet. Deze microscopische vormen van leven zullen vooral door hun kleine formaat zwaar geschaad worden door de verzuring waardoor dus een van de meest belangrijke bronnen van organische materie op Aarde onder druk komt te staan.

Verzuring zal ecosystemen veranderen

Terwijl dus een groot deel van het leven in zee negatieve effecten ervaart van verzuring, zijn er ook vormen van leven die meer koolstofdioxide in het water wel kunnen waarderen. Koolstofdioxide is een van de grondstoffen voor fotosynthese en een toename hiervan in zee is dus positief voor bijvoorbeeld wieren en zeegras die aan fotosynthese doen. Ook in het fytoplankton heb je microscopische kiezelwieren die geen last hebben van verzuring doordat hun skelet uit silicaat is opgebouwd in plaats van kalksteen. Omdat deze vormen van leven vaak in directe concurrentie staan met uit kalksteen bestaande organismen zal de verzuring in de komende eeuw zeker voor grote verschuivingen in de ecosystemen van de oceanen zorgen.

Door toename van koolstofdioxide zullen ecosystemen veranderen. Koraalriffen zijn een evenwicht tussen koralen met hun kalkskelet en algen. Meer koolstofdioxide kan leiden tot overwoekering door algen die de koralen dan verdrukken. Met de klok mee: gezond koraalrif, koraal met diverse algen, overwoekering door algen en verstikking van koralen. 

 

Mariene biologen doen onderzoek naar de gevolgen van oceaan verzuring

Om te voorspellen wat de effecten van oceaanverzuring op het zeeleven zullen zijn onderzoeken mariene biologen gebieden waar opeens veel CO2 in het water zit, en waar de zee daardoor zuurder is. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld een plek in Papua Nieuw Guinea waar, door vulkanische activiteit onder de zeebodem, grote hoeveelheden CO2 onder een koraalrif omhoog borrelen. De zee rond dit koraalrif wordt daardoor opeens veel zuurder en de koraalriffen worden daardoor aangetast. Door dit koraalrif te vergelijken met gezonde koraalriffen, kunnen de mariene biologen een voorspelling doen over hoe koraalriffen in de toekomst zullen gaan reageren op verhoogde CO2 waarden.

Mariene Bioloog Katharina Fabricius zwemt door CO2 bubbels bij Papua New Guinea. Het gebrek aan leven op deze locatie geeft een idee hoe in de toekomst de rest van de zeeën eruit zullen zien als deze steeds zuurder worden.