Team arbejder på at karakterisere havets forsuring i hele kystnære Nordamerika

Blandt Jordens største allierede i kampen mod global opvarmning er verdenshavene. Siden den industrielle revolution, afbrænding af fossile brændstoffer har forårsaget kuldioxid, den dominerende drivhusgas, at blive frigivet til atmosfæren. Cirka 25 % af denne kuldioxid tages hvert år fra atmosfæren af ​​verdenshavene – uden hvilket, jordens atmosfære ville have en højere drivhusgaskoncentration og temperatur.

Mens man trækker det menneskeskabte, eller menneskeskabt, kuldioxid fra atmosfæren er godt for jordens system, det fører til problemer for verdenshavene, da opløst kuldioxid bliver til kulsyre og fører til havforsuring, ændrer kemien i verdenshavene og påvirker nogle af livsformerne i det. I særdeleshed, de organismer, der bruger calcium til at bygge deres carbonatskeletter – såsom koraller eller bløddyr – vil have det sværere under forsurede forhold.

For at hjælpe med at bestemme årsagerne til havforsuring på begge kyster i Nordamerika, Professor Wei-Jun Cai ved University of Delaware gik sammen med forskere fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), samt professorer og fagfolk fra talrige forskningsinstitutter, at gennemføre en dybdegående undersøgelse, der ser på kuldioxidoptagelse og havforsuring i kysthavene i Nordamerika.

Mens forsuring af havet i Nordamerika er blevet undersøgt i mindre, bestemte områder før, det er første gang, at forskere har sammenlignet data fra østkysten, vestkysten og Mexicogolfen.

Gennem dette arbejde, forskere var i stand til at identificere ligheder og forskelle i havets forsuring på begge kyster, samt pege på hot spots, der vil være særligt sårbare over for havforsuring i fremtiden. Resultaterne af denne undersøgelse blev for nylig offentliggjort i Naturkommunikation .

nordamerikanske kyster

Cai sagde, at for tilstrækkeligt at forske i havforsuring, arbejdet kan ikke udføres af nogle få personer fra én region eller endda ét land. Denne undersøgelse involverede forskere i USA, Mexico og Canada.

"I Nordamerika, såvel som globalt, vi forsøger at få så mange lande involveret som muligt, " sagde Cai, Mary A.S. Lighthipe professor ved School of Marine Science and Policy i UD's College of Earth, Hav og miljø.

Til netop dette projekt, målet var at syntetisere deres fund for at vise, hvordan forsuring af hav generelt fungerer for kysthavene i Nordamerika, og hvordan disse interagerer med de mere lokaliserede fysiske og biologiske processer.

"Havforsuring er overalt, men dette papir viser dybest set, afhængigt af placeringen, det kan vise sig meget forskelligt, "sagde Cai.

Prøveudtagning af de samme breddegrader på øst- og vestkysten, såvel som Den Mexicanske Golf, i løbet af adskillige forskningskrydstogter, gjorde det muligt for forskerne at se forskellige mønstre for østkysten og vestkysten af ​​Nordamerika.

Den næsten ligevægt mellem havvand og atmosfærisk kuldioxid styrer det store mønster af havets forsuring på østkysten og Den Mexicanske Golf, mens den er på vestkysten, havets forsuring forstærkes af en yderligere proces kendt som upwelling.

I østkystens havvand, det nordgående Golfstrømstrømssystem bringer varmt, vand med høj saltholdighed fra troperne, mens den sydgående Labrador-strøm bringer kulde, vand med lavt saltindhold fra de arktiske og subarktiske områder.

Nordlige farvande på østkysten er særligt følsomme over for atmosfærisk kuldioxidoptagelse, da den koldere havtemperatur tillader havet at tage mere kuldioxid fra atmosfæren.

Stigende kuldioxidniveauer forstyrrer balancen mellem karbonationer i havvand, gør det svært for nogle organismer, som har skaller sammensat af mineralet calciumcarbonat, at danne deres skaller. Mange af de organismer, der påvirkes, er kritiske for økosystemernes sundhed.

"De nordøstlige og vestlige kystsamfund er meget opmærksomme på denne potentielle skade, som havforsuring kan medføre for deres region, fordi de marine organismer bliver mere sårbare hurtigere i de nordlige farvande, " sagde Cai.

I østkystens varmere sydlige farvande, forskerne observerede lavere niveauer af opløst uorganisk kulstof og en højere mineralmætningstilstand, hvilket betyder, at surhedsgraden er lavere her sammenlignet med de nordlige farvande.

På vestkysten, en del af havet er påvirket af California Current System (CCS), som strækker sig fra USA og Canadas grænse til Baja California. CCS er præget af stærk, kolde strømme, og vinddrevne opstødshændelser.

Opvækst bringer koldere, næringsrigt underjordisk vand til havets overflade for at erstatte overfladevand, der er blevet skubbet væk af vinden. "Vandet fra undergrunden har lav pH og høj kuldioxid, som forårsager stress for det biologiske system, " sagde medforfatter Richard Feely fra NOAA's Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL). "Så kombinationen af ​​optagelsen af ​​menneskeskabt kuldioxid fra atmosfæren og opstrømningen af ​​CO ₂ -rig vand med lav pH nedefra fører til øget forsuring i denne region. "Denne undersøgelse var første gang, at de to kyster blev sammenlignet side om side for at forklare deres større træk.

"Vi forsøgte at give samfundet, især skaldyrssamfundet eller de interessenter, der bekymrer sig om den storstilede havforsuring, følelsen af, at både de nordlige farvande og ved disse opstrømningscentre er mest sårbare over for atmosfærisk CO ₂ stiger, " sagde Cai.

Områder, der giver anledning til bekymring, omfatter CCS og kystområderne på den nordlige breddegrad, såsom Maine-bugten i Atlanterhavet og Alaska-bugten i Stillehavet, da de er særligt følsomme og sårbare over for menneskeskabte carbondioxid -tvang.

Forskningskrydstogterne fandt sted mellem 2007 og 2018 - med fremtidige krydstogter planlagt til sommeren 2020, 2021 og 2022 - og forskerne ville være ude på vandet i 35 til 40 dage ad gangen.

Cai sagde, at denne dataindsamling ikke ville have været mulig uden det store antal internationale samarbejdspartnere. Han håber på, at ved at samle alle disse data, det kan bruges til fremtidig havforsuringsforskning. Cai vil også gerne udvide denne analyse til global skala.

"Det forskellige regionale samarbejde og synteseindsats for at sammensætte data er virkelig vigtigt, " sagde Cai. "Vi har brug for mere af denne form for syntesearbejde for at lære os, hvordan disse forskellige processer skaber områder med høj og lav sårbarhed af marine liv over for havforsuring."