La acidificación de los océanos es la reducción gradual del pH de los océanos. Se estimó que de 1751 a 2004 , el pH de las aguas superficiales del océano disminuyó de 8,25 a 8,14; el agua de mar es ligeramente básica (es decir, pH> 7) y hablamos de acidificación del océano cuando el pH se vuelve menos básico. Este es el "otro problema" causado por el aumento de las emisiones de dióxido de carbono (CO 2) de origen antropogénico en la atmósfera.
De acuerdo con los modelos biogeoquímicos disponibles, se esperan cambios significativos en la química y bioquímica de los océanos, así como impactos nocivos en los ecosistemas . Los efectos sobre los arrecifes de coral están bien estudiados (incluso en mesocosmos ) y son los más publicitados, pero existen otros efectos y se esperan en la mayoría de los ambientes acuáticos. Según la OMM , esta acidificación podría explicar en parte el aumento anual récord medido en 2013 en términos de aumento del nivel de CO 2en la atmósfera y, por lo tanto, contribuyen al cambio climático. Según los datos recopilados por la OMM en 2013-2014, el océano mundial absorbe actualmente alrededor de una cuarta parte de las emisiones antropogénicas de CO 2 ., es decir, alrededor de 4 kg de CO 2por día y por persona (es decir, casi 22 millones de toneladas de CO 2absorbido por día a nivel mundial). Este efecto de "bomba de carbono" contribuye en gran medida a reducir la cantidad de CO 2de la atmósfera, incluido el CO 2derivado de combustibles fósiles, pero esta capacidad parece estar degradándose debido a los efectos combinados del calentamiento y la acidificación que afectan la producción y fijación de carbonatos marinos (el principal sumidero de carbono planetario). Según la ONU y sus agencias, el bombeo de carbono oceánico en 2013 es un 70% menos eficiente que al comienzo de la era industrial , y podría reducirse aún más en un 20% antes de 2100 y parece que la tasa actual de acidificación de los océanos, que ha ya alcanzó un nivel sin precedentes al menos durante los últimos 300 millones de años (según los datos paleoambientales disponibles) y solo aumentará al menos hasta 2015 (y más allá si no se realizan esfuerzos significativos). El informe del IPCC de 2014 y luego el informe de la OMM no detectaron ninguna mejora en las tendencias en términos de aumento de la concentración de CO 2 .emitido al aire; y “el escenario adoptado por la mayoría de los científicos conduce a una disminución del pH, a finales de siglo, de 0,3. Si a priori esta cifra nos parece baja, no debemos olvidar que es una cantidad logarítmica , es decir, una acidez multiplicada por dos ” .
Esta acidificación tiene al menos tres causas antropogénicas identificadas:
Estos tres factores asociados podrían tener efectos ambientales sinérgicos y acidificar las aguas costeras más rápidamente de lo previsto por los primeros modelos .
Aproximadamente seis teramoles de nitrógeno activo y dos teramoles de azufre se inyectarían en la atmósfera anualmente, que es mucho menos que los 700 teramoles de CO 2., según un estudio recientemente probado por Scott Doney ( Instituto Oceanográfico Woods Hole , Massachusetts, EE. UU.). Este nitrógeno ya tendría en algunas costas un impacto equivalente al 10 al 50% del del CO 2. El océano lejano se ve menos afectado, pero las zonas costeras y cercanas a la plataforma continental son en gran medida las más importantes para los seres humanos (actividad pesquera, económica y turística).
También parece que los estuarios y las zonas muertas ya no cumplen su función de sumideros de carbono , y que la acidificación es un fenómeno que puede - a veces (como en el caso del drenaje ácido de las minas ) y hasta cierto punto - auto-mantenerse .
En el ciclo natural del carbono , la concentración de dióxido de carbono (CO 2) representa un equilibrio de flujo entre los océanos, la biosfera terrestre y la atmósfera. El uso de combustibles fósiles y en particular la producción de cemento conducen a un nuevo flujo de CO 2en el aire. Una parte permanece en la atmósfera, otra parte es absorbida por las plantas terrestres y una parte final de aproximadamente el 25% es absorbida por los océanos.
Cuando CO 2se disuelve, reacciona con el agua para formar un equilibrio de especies químicas iónicas y no iónicas: dióxido de carbono libre disuelto (CO 2(aq) ), ácido carbónico (H 2 CO 3), bicarbonato (HCO 3- ) y carbonato (CO 32− ). La proporción de estas especies depende principalmente de la alcalinidad del agua y, en segundo lugar, de factores como la temperatura y la salinidad del agua de mar que desciende localmente (donde el hielo o los glaciares se derriten rápidamente).
(ver artículo Bomba de solubilidad dedicada a la bomba de solubilidad (en) el océano ).
Una idea común es que se cree que la pérdida de capacidad de biomineralización de organismos con un esqueleto o caparazón calcáreo se debe principalmente a la falta de iones carbonato , pero investigaciones recientes sugieren que es más probable la reducción del pH del agua. Mer ( es decir el aumento del nivel de protones [H + ]) que es el factor más directo de las dificultades de calcificación que han aparecido en estos organismos. Demasiados protones en el agua alteran los equilibrios osmóticos y evitan que la mayoría de estos organismos mantengan su homeostasis del pH. La falta de iones de carbonato también está en juego, porque el costo energético de la calcificación aumenta cuando disminuye la saturación del agua en carbonatos.
A nivel planetario, el aporte de nitrógeno antropogénico tiene solo una modesta influencia cuantitativa en la acidificación de los océanos (muy por detrás del CO 2). Pero cerca de las costas, donde encontramos gran parte de la biodiversidad marina (parte de la cual es un recurso alimentario ), aportes antropogénicos de azufre y nitrógeno (0,8 Tmol / año de azufre reactivo y 2,7 Tmol / año de nitrógeno reactivo al inicio de la XXI ° siglo) son muy importantes, y los efectos acidificantes más grave. Además, las entradas de nitrógeno atmosférico al océano también están aumentando drásticamente, incluso en el noroeste del Pacífico.
En el hemisferio norte, el equilibrio de las entradas de estos dos elementos en las capas superiores del océano se está acidificando claramente.
En los trópicos, inicialmente es bastante básico, pero finalmente se acidifica debido a la velocidad de transformación del amoníaco en nitrato en el ecosistema. En el planeta, el balance final se acidifica casi en todas partes y reduce la cantidad de CO 2 en las costas.que el océano se puede disolver.
En otros lugares, se ha encontrado que en partes oligotróficas (pobres en nutrientes) del océano, ciertas cianobacterias fijadoras de nitrógeno responsables de la proliferación de bacterias , como las del género Trichodesmium, aprovechan el aumento del nivel de CO 2.y convertirse en el origen de una parte importante de la productividad primaria del océano, en detrimento de las especies animales con caparazón o esqueleto calcáreo. Allí se observa un fuerte aumento de la fijación de carbono y nitrógeno (reflejado en la relación C / N. En el Báltico y en el estuario australiano de Peel-Harvey, una microalga filamentosa ( Nodularia spumigena ) se comporta de la misma manera. el nivel de 750 ppmv de CO 2, Tasas de fijación de CO 2aumentó del 15 al 128% y las tasas de fijación de N 2aumentaron en un 35-100% en comparación con las tarifas en las condiciones actuales de CO 2de día. El carácter " heterocisto " o "no heterocisto" de la especie podría explicar alguna adaptación o tolerancia a la acidificación del agua.
En el ciclo global del nitrógeno , el nitrógeno antropogénico (NOx), junto con los óxidos de azufre atmosféricos, contribuye a la acidificación de los mares. Y esta acidificación disminuye las capacidades de nitrificación de los ecosistemas marinos. La participación antropogénica del nitrógeno está aumentando en casi todas partes del hemisferio norte y en parte del hemisferio sur.
Se midieron los aportes terrígenos de nitrógeno y fósforo en los ríos del Atlántico norte para 14 grandes regiones de América del Norte y del Sur, Europa y África: la cuenca del Amazonas domina el flujo global. Fósforo (este es también el flujo de fósforo más alto por unidad de área) pero ahora es superado en términos de flujo de nitrógeno total por las cuencas del noreste de los Estados Unidos, que superan todos los 1.000 kg de nitrógeno por km 2 / año.
El flujo de nitrógeno descargado al Atlántico Norte por cada cuenca se correlaciona con la densidad de población de la cuenca (como ya se había observado para los flujos de nitrato de los grandes ríos de todo el mundo); Los autores del estudio consideran "llamativa" la fuerte correlación lineal entre el flujo total de nitrógeno y la cantidad de aportes de nitrógeno de origen antropogénico en las regiones templadas (fertilizantes, deposición atmosférica de fijación antropogénica de NOx por leguminosas e importación / exportación de nitrógeno por vía agrícola. productos). Los ríos de las grandes regiones estudiadas exportan al mar alrededor del 25% del nitrógeno que ha sido introducido por el hombre en los ecosistemas (el resto se elimina por desnitrificación en ecosistemas húmedos y acuáticos que parecen ser el sumidero de nitrógeno dominante; pero el bosque también parece ser importante en términos de almacenamiento / bombeo de nitrógeno El agua subterránea almacena y desnitrifica un poco a nivel local, pero es un "sumidero de nitrógeno muy pequeño" a escala continental.
La agricultura es la principal responsable en muchas regiones (en la cuenca del Mississippi y en las cuencas del Mar del Norte en particular), y las secuelas de NOx son la principal causa de las exportaciones de nitrógeno al mar en varias regiones (incluido el noreste de los Estados Unidos).
Si consideramos como referencia áreas con poca actividad humana, los autores estiman que el flujo de nitrógeno desde tierra → mar ha aumentado - en casi todas las regiones templadas - de 2 a 20 veces (dependiendo de la región) del período preindustrial temprano. XXI ° siglo. Solo unas pocas regiones (por ejemplo: Gran Norte de Canadá) han cambiado poco desde este punto de vista. Las cuencas de la zona templada que abastecen al Mar del Norte aportan allí de 6 a 20 veces más nitrógeno que al comienzo de la era industrial, y la cuenca del Amazonas al menos 2 a 5 veces más que los caudales estimados en las regiones de la zona templada "intacta". , a pesar de la densidad de población y sus bajos aportes directos de nitrógeno antropogénico a la región. Esto sugiere que los flujos de nitrógeno naturales o causados por la deforestación tropical pueden ser significativamente más altos que en las zonas templadas. Dado que la deforestación, la artificialización de los suelos y la aplicación de fertilizantes continúan en los trópicos, los autores esperan un "aumento espectacular en la carga de nitrógeno de muchos sistemas fluviales tropicales" .
Estas especies podrían verse gravemente afectadas por la acidificación, combinada con el calentamiento, los corales son un hábitat crítico para aproximadamente el 25% de la vida marina.
Un estudio reciente ha confirmado que el esqueleto de coral es de hecho bioconstruido por el animal a partir de nanopartículas amorfas recolectadas en agua y agregadas en estructuras aragónicas gracias a un grupo de proteínas ricas en ácidos de coral y no por la simple precipitación inorgánica de agua. Aragonito alrededor de un núcleo mineral . Estas proteínas pueden funcionar a priori a un pH un poco más ácido que el pH actual del agua de mar pero –especifican los autores– “esto no significa que los arrecifes de coral estén fuera de peligro; en primer lugar porque todavía necesitan carbonato de calcio para constituir el arrecife (material que debería ser más raro en un mar acidificado); en segundo lugar, porque siempre estarán amenazados por el calentamiento del agua y la proliferación de algas que pueden provocar el blanqueamiento de los corales y su muerte ” . .
Determinar con precisión la contribución de la acidificación al declive de los arrecifes de coral es "difícil, si no imposible, debido a los efectos de confusión de otros factores ambientales como la temperatura" .
En 2016 , la revista Nature publicó el resultado de un experimento in situ para reducir la acidez del agua que baña un arrecife de coral (al nivel de la era preindustrial): la calcificación del arrecife aumentó significativamente en el área de experimentación. Según Janice M. Lough, esto sugiere que el nivel actual de acidificación de los océanos "puede comprometer ya el crecimiento de los arrecifes de coral" .
Los investigadores del Instituto Alfred Wegener en Alemania han compilado 167 estudios científicos sobre 150 especies marinas (desde corales hasta peces y crustáceos). Concluyen que en este trabajo “todos los grupos de animales se ven afectados negativamente por el aumento de la concentración de CO 2 ” ; los más sensibles a la acidificación son “corales, equinodermos y moluscos ” , explica la Dra. Astrid Wittmann. "Los crustáceos como los cangrejos comestibles o las centollas parecen verse poco afectados por la acidificación, incluso si un aumento simultáneo de temperatura sin duda será un problema para ellos" .
Muchos organismos planctónicos con esqueleto calcáreo u otros animales con caparazón calcáreo (y en particular sus larvas) también tienen dificultades para sintetizar su teca , plancton o caparazón .
El dióxido de carbono absorbido en el océano reacciona con las moléculas de agua para formar muchos iones como el hidrogenocarbonato (equivalente al bicarbonato ). La formación de estos iones reduce la concentración de iones carbonato que son necesarios para la formación de carbonato cálcico . Sin embargo, el carbonato de calcio es necesario para la calcificación de corales (y conchas). Por tanto, esta reacción química evita la formación normal de corales y conchas.
Un estudio sobre los efectos de la acidificación en la Antártida en pterópodos (o mariposas marinas ) muestra que después de una cierta acifificación del agua, los individuos mueren (en apenas cuarenta y ocho horas), pero estos animales son la base de la red trófica en esta región y como algunas algas ( cocolitos ) que secretan conchas a base de calcio, juegan un papel importante en el ciclo del carbono .
Los corales australianos jóvenes que crecen en las condiciones de temperatura y niveles de CO 2 esperados para 2100 muestran un menor crecimiento esquelético, pero también desarrollan diferentes tipos de malformaciones esqueléticas; eso comprometería sus posibilidades de supervivencia y buen crecimiento en el arrecife.
Otros trabajos realizados en Papúa Nueva Guinea muestran, en condiciones de acidez similares, una fuerte proliferación de algas no calcáreas y una reducción de alrededor del 40% en la biodiversidad coralina. Sin embargo, como señala el informe, los arrecifes de coral son actualmente una fuente indirecta de ingresos para alrededor de 400 millones de personas, la mayoría de las cuales viven en los trópicos.
La acidez de los océanos ha aumentado alrededor de un 30% desde el inicio de la revolución industrial . Esto corresponde a una caída de 0.1 en el pH, alcanzando 8.1 u 8.14 dependiendo de las fuentes de hoy (los océanos son por lo tanto alcalinos y no ácidos , su pH está por encima de 7).
La disminución del pH de las aguas superficiales del océano y el aumento de la presión parcial de CO 2(pCO 2) ocurren a diferentes velocidades según la región, pero ya se han detectado in situ durante varias décadas en grandes regiones subpolares en zonas subtropicales y tropicales. Las variaciones más extremas se encuentran en las series temporales registradas en las zonas subpolares, lo que se explica por el hecho de que las diferencias estacionales de temperatura y productividad biológica son las más marcadas allí.
Según las previsiones del IPCC (o IPCC en inglés), el aumento actual del nivel de CO 2en la atmósfera se espera que disminuya aún más el pH de las aguas del mundo del actual 8,14 a 7,8 para finales de siglo. Un informe del PNUMA sugiere una disminución del pH de 0.3 para 2100, mientras que un comunicado de prensa del CNRS sugiere una disminución de 0.4.
En 2014 , el informe sobre los efectos de la acidificación de los océanos en la biología marina (que sintetizan un centenar de estudios sobre este tema), presentado en la 12 ª reunión de la Convención sobre la Diversidad Biológica (CDB) en Pyeongchang (Corea del Sur) confirma que la acidificación ha progresado (en promedio un 26% desde la época preindustrial) y que si, durante dos siglos, el océano ha absorbido más de una cuarta parte del CO 2antropogénico, contribuyendo a acidificar el medio ambiente oceánico, "casi inevitablemente, dentro de 50 a 100 años, las emisiones de dióxido de carbono aumentarán aún más la acidez de los océanos a niveles que tendrán impactos masivos, la mayoría de las veces negativos, en los organismos y ecosistemas marinos, también como en los bienes y servicios que brindan ” . “Numerosos estudios muestran una reducción en las tasas de crecimiento y supervivencia de corales, moluscos y equinodermos [estrellas de mar, erizos, pepinos de mar, etc.]. » Algunas especies tolerarán la acidificación mejor que otras. Algunos sufrirán una degradación de sus sistemas sensoriales induciendo anomalías de comportamiento (peces, ciertos invertebrados). Los ciclos biogeoquímicos del carbono, el nitrógeno, el hierro y el calcio se verán afectados en los hábitats costeros más que en alta mar y más rápidamente en el Ártico que en la Antártida (más fría). “El costo global de los impactos de la acidificación de los océanos en los mariscos tropicales y los arrecifes de coral se estima en más de $ 1 billón por año para fines de siglo. “ Eventos de acidificación Algunos ya han tenido lugar, incluido el Paleoceno - Eoceno (hay 56 millones de años), pero ahora parece demasiado rápido para que muchas especies puedan adaptarse. “Aunque las emisiones de CO 2se reducen significativamente, la acidificación de los océanos continuará durante decenas de miles de años, los cambios dramáticos en los ecosistemas y la necesidad de aprender a hacer frente a estos cambios parece segura. "
En 2018 y 2019 se registró un calentamiento récord de las aguas entre 0 y 2.000 metros, siendo los últimos diez años los diez más cálidos jamás registrados en el océano. En 2019 también se registró un nuevo récord de absorción neta de CO 2 por el océano para el período de 1982 a 2019: ~ 2.4 Pg C, es decir, u + 0.2 Pg C en comparación con 2018, que continúa una tendencia iniciada en 2000-2002 y empeoró la acidificación de los océanos (el pH disminuye en la mayoría de los océanos , especialmente en sus aguas más frías: 0.018 ± 0.004 unidades por década desde el período preindustrial).
Al perturbar y degradar ciertos ecosistemas ( los arrecifes de coral en particular), la acidificación del mar degrada importantes servicios de los ecosistemas y, en general, todos los ecosistemas. Pone en peligro a muchas especies.
Al afectar a los animales con caparazón, la acidificación puede llevar a la degradación de la calidad del agua y los sedimentos, debido a la falta de animales filtrantes como mejillones y ostras que filtran y limpian grandes volúmenes de agua diariamente.
Algunos erizos de mar son sensibles a pequeñas caídas de pH (cercanas a las esperadas en unas pocas décadas), que degradan su capacidad reproductiva.
En 2013, 540 expertos y científicos reunidos en el 3 e Simposio de Monterey sobre acidificación de los océanos (2012) querían volver a centrar la atención de los responsables de la formulación de políticas en este tema planetario recordando que, mientras que el agua de los caracoles concha está comenzando a erosionarse en partes del océano: el volumen de negocios generado por las actividades de los criadores de mejillones y ostras y los pescadores de equinodermos (erizos de mar), crustáceos (camarones, cangrejos) y peces se acerca a los 130.000 millones de dólares (96.500 millones de euros), y que la disminución o desaparición de determinadas especies consumido por los seres humanos (pescado en particular) tendría consecuencias sobre la seguridad alimentaria .
Añaden que a través de la protección del litoral y la fauna costera contra marejadas y tormentas, y a través del turismo y la pesca que promueven, los arrecifes de coral y las arenas brindan servicios que se estiman en un valor de entre 30 y 375 mil millones de dólares (22 a 278 mil millones de euros). ) por año (según los métodos de cálculo). Las ostras también son una parte importante en la mira de este fenómeno, ya que es imposible desarrollarse adecuadamente dada la baja producción de conchas que actúan como elemento protector en su crecimiento.
Los efectos de la acidificación ya se están viendo en la industria de la acuicultura en el noroeste de los Estados Unidos, que tiene una alta mortalidad en los criaderos de ostras.
El costo global de los impactos de la acidificación de los océanos en los mariscos tropicales y los arrecifes de coral se estima en más de $ 1,000 mil millones por año para fines de siglo.
El océano contiene 50 veces más carbono que la atmósfera e intercambia cantidades significativas de carbono con él cada año. En las últimas décadas, el océano ha frenado la tasa de cambio climático antropogénico al absorber casi el 30% de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono . Si bien esta absorción antropogénica de carbono es el resultado de procesos fisicoquímicos, la biología marina juega un papel clave en el ciclo natural del carbono al secuestrar grandes cantidades de carbono en las aguas profundas del océano. Los cambios en estos procesos físicos, químicos o biológicos podrían generar retroalimentaciones en el sistema climático y, por lo tanto, acelerar o ralentizar el cambio climático en curso. Estas retroalimentaciones entre el clima, el océano y sus ecosistemas deben entenderse mejor para poder predecir de manera más sólida la evolución de las características del océano del futuro y la evolución combinada del CO 2. atmosférico y climático.
La acidificación del agua también degrada el sumidero de carbono oceánico planetario, ya golpeado por el agotamiento de la capa de ozono y la contaminación del agua y la sobrepesca .
En la década de 2000, sobre la base de varios experimentos de laboratorio e in situ , se entendió que los olores transportados por el agua pueden jugar un papel importante para las larvas y juveniles de peces de arrecife que los utilizan como orientación., Detectar y evitar depredadores o encontrar áreas favorable a su supervivencia y crecimiento futuro; el olor del arrecife hace que las larvas no se dejen llevar hacia el mar abierto.Las larvas de los peces de arrecife, apenas eclosionan, aunque miden solo unos pocos milímetros tienen un sistema sensorial eficaz que les permite captar los olores en solución en agua.
Durante mucho tiempo se creyó que las larvas de los peces de coral se llevaban a grandes distancias y que podían colonizar otros arrecifes, mientras que su arrecife nativo podía ser colonizado por juveniles nacidos en otros lugares. Un estudio basado en el marcado de 10 millones de embriones de Pomacentrus amboinensis (in) extraídos de la Gran Barrera de Coral y liberados en el mar mostró que las larvas contrarias regresan a su arrecife de origen, probablemente reconociendo su firma bioquímica y olfativa. La mayoría de las larvas se asentarán muy cerca de su lugar de nacimiento. El olfato es de vital importancia para las larvas de los peces coralinos estudiados; les permite detectar la presencia de otros peces (incluidos depredadores) en los arrecifes, y explicaría su fidelidad al arrecife, características de muchos peces coralinos o de un individuo de una especie simbionte (anémona del anfiprión por ejemplo).
En 2009, un estudio muestra que en el pez payaso utilizado como especie modelo , las larvas de peces expuestos a la acidificación del agua pierden la capacidad de distinguir el olor de los hábitats de coral que deberían buscar para llegar a la edad adulta. peor aún, a un pH de 7,8 (que será el de los mares cálidos alrededor del 2100 según estudios prospectivos) se ven fuertemente atraídos por estímulos olfativos que normalmente los repelen, y más allá de un pH de 7,6, ya no parecen percibir ningún olfato. estímulos.
Trabajo más reciente en el laboratorio y probado in situ en un arrecife en el centro del arrecife en Papúa Nueva Guinea, naturalmente acidificado por una desgasificación volcánica permanente de CO 2 bajo el agua .han demostrado que el agua acidificada (comparable a la que bañará a la mayoría de los arrecifes de coral del mundo en 50 a 80 años, según los investigadores) tiene un efecto de comportamiento inesperado y muy marcado en ciertos peces: ya no dejan escapar el olor de su depredador , y se exponen de forma anormal, de forma suicida al riesgo de ser devorados (muy bien mostrado en un documental australiano emitido por Arte en 2014). Los peces carnívoros parecen verse más afectados por este fenómeno que los peces herbívoros. Ya sea por la acidificación o por el efecto del CO 2 como una molécula en el pez involucrado.
Por todas estas razones, Munday & al (2010) creen que la reconstitución de las poblaciones de peces en áreas de arrecifes degradadas durante la restauración será cada vez más difícil, o incluso amenazada por la acidificación de los océanos, lo que podría degradar las capacidades de resiliencia ecología de los océanos. El hecho de que a 700 ppm de CO 2, muchos peces se sienten atraídos por el olor de los depredadores y que a 850 ppm de CO 2pierden la capacidad de oler a los depredadores y que las larvas se exponen a altas concentraciones de CO 2son inusualmente activos e imprudentes los pone en un mayor riesgo de ser comidos (experimentan una mortalidad de 5 a 9 veces más alta de lo normal y más alto el nivel de CO 2aumenta, mayor es la mortalidad por depredación). Sin un sentido del olfato normal, es posible que muchas larvas no encuentren el arrecife o el lugar en el arrecife donde deberían asentarse, perderse y morir en el mar.
En 2011, otro estudio mostró que la audición del pez payaso (Amphiprion percula) también se degrada (desde la etapa juvenil) cuando el agua se acidifica, lo que altera, por ejemplo, su capacidad para moverse hacia el arrecife o hacia un lugar en particular.
En 2012, un estudio concluyó que la función de neurotransmisión del sistema olfativo del pescado se ve afectada por la acidificación.
La respuesta de los depredadores a los estímulos olfativos de su presa favorita también se reduce por la acidificación, como lo demuestra un estudio de 2015 sobre tiburones jóvenes colocados durante cinco días en agua normal o enriquecidos con CO 2. como creemos que será el agua del océano en 2050 o 2100.
Aún no está claro si estos comportamientos anormales y dañinos para las especies que los adoptan podrían (y con qué rapidez) desaparecer (a través de los mecanismos de selección natural ).
La acidificación de los océanos provoca un cambio en la composición de las comunidades de fitoplancton . La absorción de dióxido de carbono atmosférico por el océano forma un compuesto ácido, ácido carbónico (H 2 C0 3por la reacción entre agua y dióxido de carbono: CO 2+ H 2 O= H 2 C0 3. De esta forma, el carbonato no puede unirse al calcio , evitando así la formación de cáscaras en especies de fitoplancton calcificantes.
La mayor presencia de iones H + en el agua oceánica acidificada también puede provocar que las conchas ya formadas se disuelvan. El carbonato se arranca del calcio y luego se une a un ion H + , dejando así la cáscara estructuralmente debilitada.
La acidificación de los océanos provoca una disminución del diámetro celular y un aumento de la tasa de crecimiento en el cocolitóforo E. huxleyi . En otras especies de cocolitóforos y otros fitoplancton con caparazón, es posible observar una disminución de la calcificación así como la disolución de las conchas. Otro estudio también ha demostrado que existe una posible disminución de la biomasa y la productividad del fitoplancton en latitudes bajas y medias debido a un aumento en la concentración de dióxido de carbono en la superficie del océano. Esto puede explicarse por un aumento de temperatura en la superficie del océano, que provoca un aumento de la estratificación térmica de sus capas superiores y provoca una reducción en la mezcla vertical de nutrientes con el agua superficial, lo que ralentiza la tasa de fotosíntesis .
Las especies de fitoplancton no calcificantes, como las cianobacterias y las algas verdes, se ven afectadas de manera diferente por la acidificación. Algunas especies parecen beneficiarse de la agitación por diferentes razones. Entre otras cosas, un ambiente más ácido aumentaría la disponibilidad de ciertos nutrientes y reduciría la competencia interespecífica al reducir el número de especies en un ecosistema dado (pérdida de especies calcificantes). Esto provoca el crecimiento exponencial de determinadas especies de microalgas y, en consecuencia, la eutrofización de los cuerpos de agua afectados.
Se sabe poco sobre las consecuencias vinculadas a la pérdida de diversidad y biomasa de las poblaciones de fitoplancton; sin embargo, se sabe que el fitoplancton forma la base de la red alimentaria oceánica y que estos organismos son responsables de casi el 50% de la productividad primaria total.
Alemania lanzó el 1 st de septiembre de 2009un programa nacional de investigación sobre la acidificación de los océanos (BIOACID para " impactos biológicos de la acidificación de los océanos ") con 8,5 millones de euros durante 3 años (incluidos 2,5 millones para el Leibniz-Institut für Meereswissenschaften en Kiel, que coordina el programa) proporcionado por el Ministerio Federal de Educación y Investigación ( BMBF ). A partir de 2009, contribuirán más de 100 investigadores (biólogos, químicos, físicos, paleontólogos, matemáticos, etc.) de 14 institutos, así como una empresa a la vanguardia de la tecnología de sensores . El programa se centrará en el Mar del Norte y el Báltico , así como en las zonas polares o tropicales particularmente vulnerables a la acidificación.
Se planean asociaciones con otros países, incluso con científicos ingleses del programa de investigación sobre acidificación del mar ("UKOA") lanzado en 2010, los Estados Unidos y la Unión Europea (subvención con la "EPOCA"). Según sus iniciadores, es el primer programa de esta importancia en el mundo.
Una de las dificultades es comprender mejor los efectos sinérgicos que existen entre la acidificación, el aumento de temperatura, las zonas de anoxia y otras modificaciones antropogénicas de los ambientes, que podrían agravar y / o acelerar los cambios globales.
La investigación sobre los impactos de esta acidificación muestra que cuanto mayor es la tasa de acidificación, más difícil tienen las especies con caparazón (plancton microscópico en la base de la cadena alimentaria , caparazones, moluscos o corales) en su elaboración. La acidificación también altera el comportamiento de los peces, con respecto a la capacidad de buscar presas o escapar de un depredador, y se están realizando investigaciones para averiguar por qué.
El norte del Océano Índico se ha vuelto al menos un 10% más ácido que los océanos Atlántico y Pacífico, debido a su configuración geográfica. De hecho, el Océano Índico está separado del Océano Ártico, y la química del norte de su cuenca está influenciada por los ríos que drenan el importante continente euroasiático, así como por las lluvias monzónicas.
El pH de los océanos varía más en las frías aguas de Siberia, Alaska, el noroeste del Pacífico y la Antártida. En primavera y verano, las impresionantes floraciones planctónicas absorben parte del CO 2presente en agua, reduciendo la acidez. Por el contrario, en invierno, la acidez aumenta debido a la afluencia de agua rica en CO 2. profundidades oceánicas.
Un estudio publicado en junio 2015, liderado por investigadores de LSCE, indica que entre 1800 y 2001, el Mediterráneo absorbió entre 1 y 1,7 Gt de carbono (mil millones de toneladas) de origen antropogénico. Esto resultó en una disminución en el pH de 0.08 unidades en promedio, o un aumento en la acidez del 20%. Esta variación es similar a la evolución de los océanos abiertos, aunque la absorción de CO 2antropogénico por el Mediterráneo es más intenso allí. Por otro lado, la tasa de acidificación de las aguas del fondo del Mediterráneo es superior a la de los océanos profundos, debido a su rápida renovación, como en el Golfo de los Leones.
El estudio de un área cercana al Vesubio, en el Mediterráneo, sometida a un pH comparable al esperado para 2100 muestra una caída del 70% en la biodiversidad de organismos calcáreos, explica el Sr. Gattuso. Y una caída de un 30% en la diversidad de otros organismos.
pH del agua superficial (década de 1990)
Alcalinidad contemporánea
presión antropogénica ligada al CO 2 (Década de 1990)
Inventario vertical de CO 2 (Década de 1990)
Carbono inorgánico total contemporáneo
Carbono inorgánico total preindustrial
CFC-11 (contemporáneo)
CFC-12 (contemporáneo)
( AOML (en) ) tasa de CO 2 in situ/ sensor (SAMI-CO 2) (estudio de corales / NOAA )
( PMEL ) Medición de CO 2en estudios de acidificación ( NOAA )