De første oceaner kan have været sure

En måde at forstå, hvordan havets surhedsgrad kan ændre sig, for eksempel, som reaktion på stigende kuldioxid (CO2) niveauer, er at se på historien om havvandets surhedsgrad. Dr. Itay Halevy fra Weizmann Institute of Science har set til den fjerne fortid - helt tilbage til Jordens tidligste oceaner. Den model han udviklede, sammen med Dr. Aviv Bachan fra Stanford University, tyder på, at de tidlige oceaner, lige omkring det tidspunkt, hvor livet opstod, var noget sure, og at de efterhånden blev basiske. Studiet, udgivet i Videnskab , kaster lys over, hvordan tidligere havsyreniveauer blev kontrolleret af CO2 i atmosfæren, en vigtig proces til at forstå virkningerne af klimaændringer.

Surhed og alkalinitet måles på pH-skalaen 0-14. På denne skala, 7 er neutral, højere er alkalisk, lavere er surt. Omkring 8.2, nutidens oceaner er let basiske, og vi ved, at stigende CO2-niveauer i øjeblikket øger havenes surhedsgrad (faldende pH).

Halevy, af Weizmann Instituttets afdeling for jord- og planetvidenskab, forklarer, at for milliarder af år siden "var den tidlige sol svagere, selvom vi ikke har beviser for et meget koldere klima. Vi tror, ​​at det skyldes, at den tidlige atmosfære havde mere af drivhusgassen CO2 end i dag, og da solen blev lysere, CO2-niveauet faldt, " siger Halevy.

CO2, og vand producerer kulsyre, så det er naturligt, at de tidlige oceaner ville have været mere sure. Men højere tidlige CO2-niveauer ville også have resulteret i surt regnvand og dette, på tur, kunne have ført til højere hastigheder af kemisk forvitring af Jordens stenskorpe, nedvaskning af ioner, der delvist ville neutralisere surhedsgraden af ​​CO2. Hvilken effekt er stærkest? Dette har været uklart; således er tidligere modeller af havvandets pH-historie kommet med alt fra høje værdier til lave.

Den model, som Halevy og Bachan udviklede, redegør for disse processer og den måde, hvorpå de påvirker ionstrømmene ind i og ud af havvandet. Ifølge deres model, den forsurende effekt af højere CO2-niveauer dominerede, og de tidlige oceaner havde en lavere pH end den nuværende.

"På et meget grundlæggende niveau, " siger Bachan, "Vi viser, at havets pH er blevet kontrolleret af nogle få simple processer gennem hele geologisk tid."

Sætter tal til den foreslåede pH, Halevy siger, at for tre til fire milliarder år siden, havvandets pH var et sted mellem 6,0 og 7,5 - mellem mælkens og menneskeblods. Halevy:"Dette giver os nogle fingerpeg om de forhold, hvorunder livet opstod i de tidlige oceaner."

"Vi havde et tidligt hav, der var mere surt end i dag, hvor primitivt liv trivedes og kemiske kredsløb var afbalanceret; men hvis vi vil anvende denne indsigt til i dag, vi skal huske, at denne balance mellem syrer og baser blev opretholdt over geologiske tidsskalaer - millioner af år, " tilføjer han. "Dagens forsuring fra CO2 er meget hurtigere, så denne model gælder ikke for det kortsigtede problem. Hundredtusinder af år fra nu, havene vil have fundet en ny balance, men mellem nu og da, marine organismer og miljøer kan lide."