El 70% de la superficie de la Tierra es agua. Los mares sirven como una especie de regulador ambiental gigantesco. Los océanos ácidos se han convertido en una problemática medioambiental que está modificando la vida marina de miles de especies y que ya ha alcanzado niveles nunca vistos desde hace más de 14 millones de años. Aunque a lo largo de los últimos 300 millones de la historia de la Tierra la química oceánica ha sufrido profundos cambios, ninguno de ellos parece haber sido a la vez tan rápido, de tanta magnitud y tan global como el que está ocurriendo en la actualidad. En este artículo os contamos qué es la acidificación de los océanos o mares, sus causas, efectos o consecuencias y si se puede solucionar de alguna manera.
¿Qué es la acidificación oceánica o acidificación del mar?
Como es bien sabido, la atmósfera tiene hoy una concentración de CO₂ más elevada que en cualquier momento de los últimos 800.000 años y probablemente de mucho antes. Lo que poca gente sabe, es que las emisiones de carbono también están cambiando los océanos. El aire y el agua intercambian gases constantemente, de modo que una parte de lo que se emite a la atmósfera, tarde o temprano, va a parar al mar.
Los cambios en el clima, indudablemente, producen cambios en los océanos. Los estudios ya prevén, como seguramente habrás escuchado, subidas de las temperaturas y aumentos del nivel del mar, pero de igual forma, entre esos cambios o efectos causados, han detectado el cambio en la composición química de ellos.
Así pues, la acidificación oceánica, acidificación de los océanos o acidificación de los mares, es un proceso químico que ocurre cuando el CO2 de la atmósfera es absorbido por el mar, el cual incrementa la concentración del ion hidrógeno, haciendo que los niveles de pH desciendan y las aguas se vuelvan ácidas.
Un fenómeno que se intensifica en la actualidad, dado el escenario de altas emisiones de este gas. En concreto, más del 30% de las emisiones antropogénicas de CO2 pasa directamente a los océanos, según concluye un estudio internacional publicado en la revista Science.
El uso del término «acidificación oceánica» para describir este proceso, fue introducido por Caldeira y Wickett (2003). Desde el comienzo de la revolución industrial, se ha estimado que el pH de la superficie del océano ha caído 0,1 unidades, lo que representa un aumento del 30% en la acidez. A finales de este siglo, al ritmo actual de emisiones, el pH podría caer otras 0,3 unidades, lo que significaría, debido a la escala logarítmica del pH, un aumento de acidez de casi el 100%.
Como comparación, en los últimos 300 millones de años, el pH del océano nunca ha caído más de 0,6 unidades por debajo del nivel de 1750. Pero, al ritmo actual de emisiones, el pH del océano podría caer más de 0,7 unidades por debajo del nivel preindustrial.
Acidificación de los océanos Causas
Aunque es posible que en Internet encontréis artículos de acidificación de los océanos pdf con información detallada sobre el tema, aquí os lo trataremos de explicar de la manera más clara y completa a la vez.
¿Qué causa la acidificación oceánica? La mayor emisión de gases de efecto invernadero (sobre todo CO2), junto al aumento de temperaturas propias del cambio climático, están detrás del fenómeno.
Como consecuencia de la quema de combustibles fósiles a partir de la Revolución Industrial, los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera han pasado de 250 a 400 partes por millón. Al igual que los otros gases, el CO2 se mantiene mayormente en «equilibrio» con respecto a la superficie de los océanos, gracias al ciclo del carbono.
Por otro lado, el agua puede ser ácida, básica o neutra. Cuanto mayor sea el nivel de hidrógeno, más ácida será la solución. Esta característica, se cuantifica en el pH, el cual se expresa en una escala de 0 a 14. Un pH inferior a 7 es ácido, uno de 7 es neutro, y un pH por encima de 7 es básico. En concreto, el pH del océano es, de media, de 8,1, al cual los organismos están adaptados.
Como ya hemos dicho, los océanos del mundo absorben aproximadamente un tercio de los incrementos de CO2 atmosférico, lo que hace que constituyan el sumidero de carbono más importante, de hecho, debido a la alta capacidad de absorción de CO2 propia de los océanos, hay aproximadamente 60 veces más CO2 en los océanos que en la atmósfera.
Una vez absorbido el CO2, el agua marina reacciona con él, dando lugar, finalmente, a carbonato y un incremento de la concentración de iones hidrógeno, el cual hace que descienda el pH del océano, a la vez que se reducen la presencia de importantes minerales, como el carbonato de calcio, el cual necesitan muchos organismos marinos para sobrevivir.
La liberación de dos protones (H+) es la que provoca el cambio de pH en el agua. Así, un incremento de dicho gas en la atmósfera, comportará un aumento de su concentración en el océano (y una rebaja del pH), mientras que un descenso de su concentración en la atmósfera provocará la liberación del gas desde el océano (y un aumento del pH). Es un mecanismo de tampón que atempera los cambios en la concentración de dióxido de carbono producidos por factores externos, como pueda ser el vulcanismo, la acción humana, el aumento de incendios, etc. Por tanto, la acidificación de los océanos, tiene su origen, en el rápido tamponamiento del aumento atmosférico de CO2.
Por otra parte, la velocidad a la que el agua absorbe CO2 disminuye a medida que aumenta la temperatura del agua. Esto significa que las regiones polares como Alaska, donde el agua del océano es relativamente fría, pueden absorber más CO2 que los trópicos, más cálidos. Como resultado, las aguas superficiales polares generalmente se están acidificando más rápidamente que las de otras latitudes y, en promedio, las regiones más cálidas del océano, están liberando CO2 a la atmósfera en lugar de absorberlo.
Asimismo, las diferencias regionales en la acidificación oceánica también pueden explicarse parcialmente por los efectos de la circulación oceánica. Debido a los patrones de viento predominantes y a otros fenómenos naturales, el océano levanta aguas profundas ricas en nutrientes y más ácidas o corrosivas. En condiciones naturales, una inyección de aguas profundas ricas en nutrientes, frías y corrosivas en las capas superiores, es beneficiosa para los ecosistemas costeros; pero en las regiones con aguas acidificadas, una inyección de aguas profundas más frías (que también tienden a ser más ácidas), amplifica los efectos de la acidificación existente.
Efectos y consecuencias de la acidificación del océano y del mar
La acidificación de los océanos perjudica a muchas formas de vida marina, sobre todo interfiere en el desarrollo de especies que construyen caparazones o esqueletos de carbonato cálcico, como los corales o los moluscos, como veremos. También puede afectar a especies del fitoplancton, que constituye un eslabón esencial de las redes tróficas marinas, ya de que de ellas dependen los peces, crustáceos y otras especies; así como en última instancia también nos afecta a nosotros.
También, la acidificación de los mares, al modificar la química básica del mar, podría reducir hasta un 40% la capacidad del agua marina para amortiguar los sonidos de baja frecuencia, lo que causaría que algunas partes del océano se tornarán más ruidosas.
Consecuencias de la acidificación oceánica en organismos marinos
Una parte considerable de la vida vegetal y animal de los océanos, desde el fitoplancton hasta los arrecifes de coral y una variedad de mariscos y moluscos, es calcárea, es decir, forman sus conchas fijando calcio y carbonato del agua marina para formar carbonato de calcio. En la medida en que disminuye el pH del agua del mar, disminuye drásticamente la disponibilidad de carbonato y las estructuras hechas de carbonato cálcico pasan a ser vulnerables a la disolución. Por debajo de ciertos niveles de pH, se hace prácticamente imposible para estos organismos formar sus conchas y esqueletos y, sin estas partes vitales del cuerpo, los organismos difícilmente pueden sobrevivir.
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.
Cabe indicar que 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.
Aparte de los efectos sobre la calcificación (y específicamente sobre las especies calcáreas), los organismos pueden sufrir otros efectos adversos, tanto directos, como en su fisiología y su reproducción (p.ej. la acidificación de los fluidos corporales inducida por el CO2, conocida como hipercapnia), como indirectamente, a través de impactos negativos en los recursos alimentarios.
Asimismo, en aguas acidificadas hay pérdida de biodiversidad. Por ejemplo, a las algas de las praderas de posidonia les faltan los diminutos organismos que revisten sus hojas y atenúan su color; también desaparecen otros organismos como erizos, mientras que aumentan y se hacen dominantes otros como las medusas.
A continuación, os mostramos algunos ejemplos de animales que ya están en peligro debido a la acidificación de los océanos:
-Corales:
Los arrecifes de coral ocupan menos del 0,1% del suelo oceánico, pero proporcionan un hábitat de gran valor para un 25 por ciento de todas las especies marinas, por lo que su muerte y desaparición, afectará a todas las especies dependientes de ellos y el resto de la cadena alimentaria.
Los corales son especialmente sensibles a cambios en el medio. Un pequeño cambio en el pH les supone una gran catástrofe, como el gran blanqueamiento de la barrera de coral australiana.
Los arrecifes coralinos de aguas cálidas son el principal motivo de preocupación. La acidificación del océano es una amenaza más para ellos, tal vez menos inmediata, pero en último término más devastadora para los corales duros, constructores de arrecifes. Este proceso, socava la antigua estructura básica, el esqueleto pétreo secretado por millones y millones de pólipos coralinos a lo largo de los milenios.
Los pólipos de coral son animales diminutos que forman una fina capa de tejido vivo en la superficie del arrecife. Cada pólipo produce un exoesqueleto protector de carbonato de calcio, en forma de copa, que se añade al esqueleto colectivo de la colonia. Los pólipos parecen flores, con seis o más tentáculos que capturan la comida y la dirigen hacia una boca central. No obstante, la mayoría de los corales consiguen la mayor parte de su alimento de unas algas fotosintéticas que viven en su interior; cuando los corales se blanquean es porque las condiciones extremas han obligado a los pólipos a expulsar las algas simbiontes.
Para producir carbonato de calcio, los corales necesitan dos ingredientes: iones calcio e iones carbonato. Los ácidos reaccionan con los iones carbonato, y los neutralizan. Por eso, a medida que aumenta la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, los iones carbonato se vuelven menos abundantes en el agua, y los corales tienen que gastar más energía para recolectarlos. En condiciones de laboratorio se ha observado que el crecimiento del esqueleto coralino desciende de manera más o menos lineal a medida que se reduce la concentración de carbonato.
Además, la acidificación de los océanos también parece afectar la capacidad de los corales para producir nuevas colonias. Los corales son capaces de clonarse, y es común que toda una colonia esté formada por pólipos genéticamente idénticos entre sí. Pero una vez al año, en verano, muchas especies desovan masivamente, en una especie de sesión de sexo sincronizado en grupo. Cada pólipo produce un saquito rosado en forma de cuenta que contiene huevos y esperma. La noche del desove, todos los pólipos sueltan sus sacos en el agua. Un pH más bajo determina un descenso de la fecundación, del desarrollo larvario y de la fijación, la fase en que las larvas de coral abandonan la columna de agua, se adhieren a algo sólido y empiezan a producir nuevas colonias. Y si alguno de esos pasos no funciona, no hay corales de reemplazo que entren en el sistema.
Cuando un arrecife ya no puede crecer con suficiente rapidez para contrarrestar los efectos de la erosión, esa comunidad se desmorona. Los arrecifes coralinos perderán su funcionalidad ecológica.
En los próximos 20 años, los científicos aseguran que es bastante posible que los arrecifes de coral se degraden rápidamente, poniendo en peligro el sustento de 500 millones de personas que dependen de ellos para conseguir alimento, protección costera e ingresos.
Asimismo, la acidificación de los océanos también afecta a los corales de aguas profundas, como los del Atlántico Norte, que son importantes focos de biodiversidad y un hábitat crítico para miles de especies, incluyendo algunas de gran valor comercial, como gambas, langostas, cangrejos, meros y pargos.
-Moluscos:
Las ostras, los mejillones y las almejas, muestran obvio deterioro del crecimiento en sus conchas: las que están produciendo son más delgadas y frágiles, y también tardan más en crecer. Las larvas también se mueren por miles de millones, ya que no son capaces de formar sus conchas iniciales.
También se han observado efectos significativos en pterópodos, diminutos moluscos nadadores que constituyen una importante fuente de alimentación para peces, ballenas y aves, tanto en el Ártico como en la Antártida. Los experimentos realizados, demuestran que las conchas de los pterópodos crecen con más lentitud en agua marina acidificada.
-Erizos y Estrellas de mar
A diferencia de los moluscos y corales que crecen a un ritmo más rápido, el carbonato de calcio-calcita que comprende las partes duras de los erizos de mar, se disuelve más rápidamente. Las larvas de erizo de mar criadas en agua acidificada son deformes y más vulnerables a los depredadores.
Por su parte, las estrellas de mar de aguas acidificadas sólo pesan la quinta parte.
-Ofiuras
Las ofiuras son equinodermos similares a las estrellas de mar, pero con brazos mucho más largos y finos. uando una ofiura tiene que vivir a la vez con altas concentraciones de CO2 y triclosán, como quizá deban hacer sus descendientes en el futuro, pierde los brazos. Asimismo, en un agua acidificada, las larvas de ofiura mueren en siete días.
-Peces
El hecho de que carezcan de conchas no significa que los peces no sentirán los efectos perjudiciales de la acidificación de los océanos. Los estudios han demostrado que el pez payaso pierde el olfato en aguas con niveles superiores a los normales de acidez. Sin este sentido vital, los peces son más vulnerables a los depredadores y se dificulta la comunicación entre los animales.
Además, como ya hemos dicho, los cambios en la base de la cadena alimentaria marina (los que sufren, por ejemplo, organismos que forman conchas, como los pterópodos o los cocolitóforos), inevitablemente afectarán a los animales situados más arriba.
-Algas
Algunas algas y pastos marinos pueden beneficiarse de las mayores concentraciones de CO2 en el océano, ya que pueden aumentar sus tasas de fotosíntesis y crecimiento. En Canadá, los científicos pronostican que la acidificación del Pacífico provocará el florecimiento de algas cada vez más tóxicas, lo que pondrá en peligro a los mariscos y podría incluso afectar a peces, aves y mamíferos marinos. También anticipan que una especie de alga que produce la muerte de peces podría ensanchar su territorio en estas aguas más ácidas, lo que pondría en peligro la acuicultura del salmón en la zona.
-Bacterias
La acidificación del océano afecta a las bacterias marinas, ya que altera su metabolismo y éstas se ven obligadas a invertir más energía para poder activar mecanismos bioquímicos capaces de contrarrestar el estrés que supone la acidificación.
Consecuencias de la acidificación de los océanos para los seres humanos
Finalmente, las personas también nos vemos afectadas por la acidificación de los océanos, ya que hay muchas economías que dependen de la pesca de peces y mariscos y muchos millones de personas dependen de los alimentos que se obtienen de los océanos como fuente principal de proteína en sus dietas, de manera que tanto la seguridad alimentaria como la salud y el trabajo de muchas personas que depende de la vida en el mar, se verían perjudicados por este proceso.
En general, se prevén repercusiones socioeconómicas asociadas a la disminución de los siguientes servicios de los ecosistemas:
- Alimentos: La acidificación de los océanos puede afectar a la seguridad alimentaria. Las especies marinas de importancia comercial y ecológica se verán afectadas, aunque es posible que respondan de diferentes maneras. Los moluscos como las ostras y los mejillones, se encuentran entre los grupos más sensibles. Para 2100, los costes anuales globales de la pérdida de moluscos por acidificación oceánica podrían superar los 100.000 millones de dólares para una vía de emisiones de CO2 sin cambios.
- Protección costera: Los ecosistemas marinos como los arrecifes de coral, protegen las costas de la acción destructiva de las mareas de tempestad y los ciclones, dando cobijo a la única tierra habitable de varias naciones insulares. Esta función protectora de los arrecifes evita la pérdida de vidas, los daños a la propiedad y la erosión, y ha sido valorada en 9.000 millones de dólares al año.
- El turismo: Esta industria podría verse gravemente afectada por los impactos de la acidificación del océano en los ecosistemas marinos (por ejemplo, los arrecifes de coral). En Australia, el Parque Marino de la Gran Barrera de Coral atrae alrededor de 1,9 millones de visitas cada año y genera más de 5.400 millones de dólares australianos para la economía del país.
- Almacenamiento de carbono y regulación del clima: La capacidad del océano para absorber CO2 disminuye a medida que aumenta la acidificación del océano. Los océanos más ácidos son menos eficaces para moderar el cambio climático.
Acidificación de los océanos Soluciones
Probablemente, la acidificación producida hasta ahora es irreversible. Aunque en teoría sería posible añadir sustancias químicas al mar para contrarrestar los efectos del CO₂ absorbido, en la práctica se requerirían unas cantidades colosales: harían falta por lo menos dos toneladas de cal, por ejemplo, para compensar una sola tonelada de dióxido de carbono, y el mundo está emitiendo más de 30.000 millones de toneladas de CO₂ al año. También se ha propuesto emplear el mineral olivino, con un resultado similar, aunque sí podría servir a nivel local.
Por otro lado, los procesos naturales que podrían contrarrestar la acidificación (como la erosión de las rocas en tierra), son demasiado lentos para obrar efectos visibles en una escala temporal humana. Aunque las emisiones de CO₂ cesaran hoy mismo, la química del océano tardaría decenas de miles de años en recuperar las condiciones anteriores a la era industrial.
De seguir a este ritmo de emisiones, el CO2 atmosférico alcanzaría cerca de 930 partes por millón en el año 2100, en comparación con el alrededor de 400 partes por millón actual. Además, el pH de los océanos sería inferior a 7.8 en 2100, alrededor de 8.1 en la actualidad, suponiendo un aumento del 30% en su acidez.
Sin embargo, ya se están llevando a cabo más investigaciones para estudiar la manera en la que podemos usar macroalgas, praderas de vegetación marina, manglares, etc., para almacenar carbono y hacer disminuir la acidificación de los océanos en áreas concretas.
Es necesaria una buena gestión, conservación y restauración de los océanos, razón por la cual, en 2016, durante el Congreso Mundial de la Naturaleza de la IUCN se aprobó la resolución de proteger el 30% de los océanos para el año 2030.
Adaptar las zonas de pesca para disminuir la presión sobre los ecosistemas, también puede ofrecer una forma de convivir con la acidificación de los océanos.
«No queda ninguna duda de que deberíamos atacar cuanto antes el problema desde su raíz, adoptando medidas para reducir inmediatamente nuestras emisiones de CO2 en la atmósfera», concluye la investigadora Patrizia Ziveri, de la Universidad Autónoma de Barcelona; así como dar voz y hablar de la acidificación de los océanos mediante organizaciones medioambientales, el gobierno y los medios de comunicación, pues, aun tratándose de una prioridad medioambiental, continua siendo relativamente desconocida para gran parte de la población.
Fuentes: Wikipedia, National Geoghraphic y Climaterra.org
