Určování klimatu v oceánech a metody jeho ochrany

Oceány hrají klíčovou roli v zemských klimatických a povětrnostních systémech i v globálním uhlíkovém cyklu. Lidská činnost však bohužel zásadně mění jejich chemické složení. Od konce osmdesátých let se problém zhoršuje, protože stoupají atmosférické hladiny oxidu uhličitého. Dnes jsou o 50 % vyšší než před průmyslovou revolucí.

Vliv oxidu uhličitého na oceány

Oceán nepřetržitě absorbuje asi čtvrtinu oxidu uhličitého, který je každoročně vypouštěn do atmosféry. Můžeme zlehčovat dopady změny klimatu, ale nelze pominout fakt, že mořská voda se stává kyselejší.

Globální uhlíkový cyklus

Pro pochopení a předvídání možných změn klimatu je důležité porozumět procesům globálního uhlíkového cyklu. Globální uhlíkový cyklus popisuje toky uhlíku mezi různými složkami životního prostředí (atmosféra, oceán, suchozemská biosféra a sedimenty). Tento uhlík se vyskytuje například ve formě oxidu uhličitého (CO2) nebo metanu (CH4), což jsou oba významné skleníkové plyny.

Okyselování oceánů

Zvyšující se hladiny CO2 v atmosféře způsobují také globální okyselování oceánů, které se někdy spolu se změnou klimatu označuje jako „další problém CO2“. Nejméně jednu čtvrtinu CO2 uvolněného do atmosféry antropogenními činnostmi, jako je spalování fosilních paliv, pohlcuje oceán. Část tohoto CO2 se vrací do atmosféry a část se přemístí z povrchových vod do hlubokého oceánu, kde je zásoba uhlíku 50krát větší než zásoba uhlíku uložená v atmosféře.

Okyselení oceánu zahrnuje řadu změn chemie mořské vody, v první řadě pokles pH mořské vody (míra kyselosti/zásaditosti): průměrné úrovně pH oceánu se od začátku průmyslové revoluce snížily o 0,1, což odpovídá zvýšení kyselosti o 26 %.

Čtěte také: Určování světových stran v přírodě

Dopady okyselování

Je však těžké odhadnout plný dopad okyselení na mořský život. Studie vykazují širokou škálu možných dopadů, pozitivních i negativních, různé živočišné druhy se liší úrovní odolnosti a přizpůsobivosti. Pod určitou úrovní pH nastává koroze uhličitanu vápenatého, který využívá mnoho organismů pro stavbu schránek a koster.

Některé korály, pteropody (drobní mořští šneci), mlži (škeble a mušle) a vápenatý fytoplankton se zdají být zvláště citlivé na změny v chemii mořské vody. Například izotopy boru v korálech a zkamenělých organismy umožňují vědcům posoudit minulé hladiny pH oceánu a identifikovat minulé „acidifikační události“, s možnými korelacemi s epizodami masových vymírání a změn ve struktuře ekosystému. Korálové útesy hostí nejrozmanitější ekosystémy na planetě a patří k nejvíce ohroženým.

Mechanizmy ukládání uhlíku v oceánu

Oceán ukládá uhlík primárně prostřednictvím dvou mechanismů: fyzikálně chemického a biologického. Ve fyzikálně chemickém je CO2 přepravován z atmosféry do hlubokého oceánu chemickými procesy výměny plynů, rozpouštění a oceánskou cirkulací.

Biologický mechanizmus vede přes potravinový řetězec - fotosyntézou fytoplankton (mikroskopické mořské rostliny) absorbujte CO2 v povrchovém oceánu a převádí jej na biomolekuly obsahující uhlík. I část tohoto uhlíku skončí v hlubinách oceánu, kde se recykluje zpět na anorganický uhlík, který je tam tak skladován a izolován od atmosféry. Kdyby biologické uhlíkové čerpadlo v oceánu přestalo fungovat, atmosférický CO2 by mohl vzrůst o 200 až 400 ppm nad dnešní úroveň 400 ppm dosaženou v roce 2015.

Výzkum a monitorování

IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou energii, MAAE) podporuje země po celém světě ve využití jaderných a radiačních technik - v tomto případě pro zlepšení porozumění změnám v oceánech. V reakci na rostoucí obavy vědecké obce a vlád ohledně okyselování oceánů zřídila v roce 2012 Mezinárodní koordinační centrum pro sledování okyselování oceánů (OA-ICC, Ocean Acidification - International Coordination Centre), které sídlí v Monaku.

Čtěte také: Techniky určování světových stran

Environmentální laboratoře IAEA se účastní výzkumných misí v různých částech světa, např. v Severním ledovém oceánu, který je citlivý na oteplování či v zónách s minimem kyslíku jako jsou pobřežní oblasti Peru a Mauretánie. Předpokládá se, že právě tyto zóny se budou se změnami klimatu rozšiřovat.

Ve spolupráci s partnery, jako je Mezivládní oceánografická komise Organizace OSN pro výchovu, vědu a kulturu (UNESCO), Světová meteorologická organizace, Globální systém pozorování oceánů a Mezinárodní projekt koordinace uhlíku v oceánech, podpořila OA-ICC v roce 2013 spuštění Globální sítě pro pozorování okyselení oceánů (GOA-ON). Datový portál GOA-ON poskytuje informace o zařízeních pro monitorování acidifikace oceánů a umožňuje přístup k údajům v reálném čase. Usnadňuje tak definování společné výzkumné strategie. Tato globální síť se skládá z asi 750 vědců ze 100 zemí.

Klimatické inženýrství v praxi

Klimatické inženýrství v oceánu začíná nabírat jasnějších obrysů. Nový pokus ukázal, jak by se dala chránit klíčová místa planety.

Vědci z místní univerzity ho spustili letos v květnu. Do ústí řeky Apalachicola, která tvoří základ zálivu, vstříkli asi dva tisíce litrů mořské vody obohacené vápnem. Když výsledky vyhodnotili, dospěli ke zjištění, že pokus zabral. Vápno neutralizovalo část kyselosti a přitom odčerpalo nadbytečný oxid uhličitý.

Další metody klimatického inženýrství

Vápnění vody je jen jedním ze způsobů, o nichž vědecká komunita uvažuje. Letos v dubnu například klimatologové z Cambridge provedli v Arabském moři pokus s rýžovými slupkami obohacenými železem. To mělo dodat energii mořským řasám, které účinně pohlcují a ukládají uhlík. Když odumřou, uhlík vázaný v jejich „tělech“ klesá na dno a vrací se do koloběhu mnohem pomaleji. Experiment ale bohužel selhal, protože ho zničila nečekaná bouře, která se v regionu objevila.

Čtěte také: Kvalita ovzduší: Přehled metod

Další možností je louh - ten vědci použili roku 2014 u části australského Velkého bariérového útesu. Zjistili, že zvýšil hladinu pH téměř na úroveň, jakou měl oceán před průmyslovou revolucí. A to umožnilo útesům v této oblasti lepší kalcifikaci, tedy pohlcování vápníku, který tvoří ochrannou schránku korálů.

Použití vápna je ale podle vědců mnohem výhodnější, protože je na rozdíl od jiných metod mnohem snadněji škálovatelné. Pokud by bylo zapotřebí ho používat ve výrazně větším množství, neměl by to být problém, protože se už nyní vyrábí v obrovských objemech pro cementářský průmysl.

tags: #určování #klimatu #v #oceánech #metody

Oblíbené příspěvky:

• Zelená voda: příčiny a vysvětlení
• O začlenění MS Ekologie
• Použití kalových čerpadel
• Sdružení PRO-BIO
• Dopad elektromobility na životní prostředí