Landets største flodmunding står over for stigende forsuringsrisiko

Chesapeake Bay, den største flodmunding i USA og en af ​​de største i verden, står over for nye risici fra et lag stærkt forsuret vand omkring 10 til 15 meter under overfladen, har en ny undersøgelse fundet.

Denne "pH minimumszone" er 10 gange surere end bugtens overfladevand og kan udgøre en risiko for en række økonomisk og økologisk vigtige marine arter, herunder østers, krabber og fisk, siger forskerne. Et fald i antallet af organismer med kalciumkarbonatskal - især østers - kan hæmme bugtens evne til at håndtere stigningen i surhedsgraden, tilføjer de.

Resultaterne af undersøgelsen bliver rapporteret i denne uge Naturkommunikation .

"Østers og andre muslinger giver en indbygget Tums-effekt, der naturligt hjælper bugten med at håndtere ætsende vand, " sagde George Waldbusser, en marineøkolog fra Oregon State University og medforfatter på undersøgelsen. "De genererer store mængder calciumcarbonatstrukturer, hvilket kan være i stand til at buffere de stigende mængder kuldioxid, der kommer ind i bugten.

"Overhøst og sygdom har reduceret antallet af østers, imidlertid, og vi ser resultaterne."

Hovedforfatter Wei-Jun Cai fra University of Delaware ledede undersøgelsen, som fandt, at pH-niveauer i dette lagdelte vandlag var omkring 7,4, næsten en enhed lavere end overfladevand, hvor den gennemsnitlige pH er omkring 8,2. En kombination af faktorer forårsagede sandsynligvis denne ætsende zone, herunder hypoxi og dannelse af giftigt svovlbrinte i bundvandet, der blandes med andre lag af bugten.

"Denne undersøgelse viser for første gang, at oxidation af svovlbrinte og ammoniak fra bundvandene kan være en væsentlig bidragyder til lavere pH i kysthave og kan føre til hurtigere forsuring i kystvande sammenlignet med det åbne hav, " sagde Cai.

Tidligere undersøgelser, herunder værk af Waldbusser, har vist, at landbrugsnæringsstoffer, der kommer ind i Chesapeake Bay, gradvist har udtømt iltniveauet i bundvandet - en proces kendt som hypoksi - samt forsurer bugten hurtigere end havvandet til havs. Dyr har brug for ilt for at leve og uden det, de dør. Bakterie, imidlertid, kan "ånde" uden ilt, producerer ofte svovlbrinte, som yderligere øger iltbehovet og også øger forsuring, sagde Waldbusser.

"Hypoxi i dette tilfælde fører til en amplifikation af forsuring, " påpegede han. "Hvis flere østers var der, de ville hjælpe med at trække maden op af vandet, reducere iltbehovet, og binde kulstof fra systemet. Nu er forsuringen sådan, at vi skal være bekymrede for, at det vil gøre det sværere for nogle marine organismer at producere deres kalciumkarbonatskaller. Vi ved endnu ikke, hvad de tærskler er rundt omkring."

Østers har vist sig at være følsomme over for ændringer i forsuring, især på vestkysten, hvor ætsende vand påvirkede industrien alvorligt for flere år siden. Waldbusser og OSU-kollega Burke Hales hjalp avlere med at afbøde problemet ved at identificere tidspunkter på dagen, hvor de lokale forsuringsniveauer var lavere, så rugerier kunne trække mere gunstigt vand til at bruge til at opdrætte deres østers.

Østers østers er en anden sort, Waldbusser sagde, og kan faktisk være noget mere modstandsdygtig end vestkystens stillehavsøsters. Men den videnskabelige forståelse af, hvor meget surhed de kan modstå, er begrænset.

"Vi ved, at i nogle områder af Chesapeake Bay, hvor der har været høj surhedsgrad, østers har overlevet, men vi ved ikke, om der er underpopulationer, der har mere modstandsdygtighed, eller hvad tærsklen er for deres evne til at skabe skaller."

Waldbusser sagde, at individuelle østers kan filtrere op mod 50 liter vand hver dag. Forskere har anslået, at før den europæiske bosættelse, Chesapeake Bay havde så mange østers, at de kunne filtrere hele bugten på tre dage. I dag, det ville tage omkring 300 dage på grund af færre østers og flere næringsstoffer i vandet, han sagde.

"Uddybning af bugten i 1950'erne og 1960'erne fjernede en masse østersskaller, der dannede en base for at skabe østersrev, sagde Waldbusser, som begyndte sin forskning i østers og forsuring ved University of Maryland for mere end 10 år siden, før han kom til Oregon State.

"Siden 1980'erne har mange af restauranterne på østkysten deltog i et program for at genbruge østersskaller i bugten for at skabe flere levesteder, men det har ikke været nok til at erstatte det, der er taget ud."