Marea acidă

O stridie-de-Pacific își eliberează sperma tulbure la Crescătoria de Testacee/Scoici Whiskey Creek, din Oregon. În unele ape de coastă, acidificarea este deja severă; aici a redus producția la jumătate, împiedicând dezvoltarea larvelor de stridii. Foto: David Liittschwager

Dioxidul de carbon pe care îl pompăm în aer se infiltrează în oceane și le acidifică încet-încet. Peste un secol vor mai supraviețui oare stridiile, midiile și recifele de corali?

Text: Elizabeth Kolbert

Castello Aragonese este o insuliță care răsare ca un turn direct din Marea Tireniană. La 27 km vest de Napoli, se poate ajunge la ea pe un pod de piatră lung și îngust, de pe Insula Ischia, ceva mai mare. Turiștii vin la Castello Aragonese ca să vadă cum era viața în trecut. Ei urcă – sau, și mai bine, iau liftul – până la un castel masiv, care găzduiește o expoziție de instrumente medievale de tortură. Oamenii de știință, dimpotrivă, vin pe insulă să vadă cum va arăta viața în viitor.

Datorită unei ciudățenii geologice, marea care scaldă insula oferă o fereastră spre oceanele din 2050 și de mai târziu. Bulele de CO2 se ridică din venturile vulcanice de pe fundul mării și se dizolvă, formând acid carbonic. Acidul carbonic este relativ slab; oamenii îl beau tot timpul în băuturile carbogazoase. Dar acumulat într-o cantitate suficientă, face ca apa de mare să devină corozivă. „Când pătrunzi în zona cu un nivel de CO2 extrem de înalt, aproape nimic nu-l poate suporta“ – explică Jason Hall-Spencer, biolog marin la Universitatea din Plymouth, Marea Britanie. Castello Aragonese oferă un exemplu natural al unui proces nenatural: acidificarea ce a avut loc în largul coastei sale se produce treptat în oceanele lumii, pe măsură ce acestea absorb tot mai mult dioxid de carbon eliberat de activitățile umane.

De opt ani, Hall-Spencer studiază marea din jurul insulei, evaluând atent proprietățile apei și monitorizând peștii, coralii și moluștele care trăiesc și, în unele cazuri, se dizolvă acolo. Într-o zi rece de iarnă, am mers să înot cu el și cu Maria Cristina Buia, cercetătoare la Stația Zoologică Anton Dohrn, din Italia, pentru a vedea de aproape efectele acidificării. Ne-am ancorat barca la vreo 45 m de țărmul sudic al Castello Aragonese. Unele efecte erau vizibile chiar înainte de a intra în apă. Grămăjoare de ciripede formau o fâșie albicioasă la baza stâncilor lovite de valuri ale insulei. „Ciripedele sunt tare rezistente“ – remarca Hall-Spencer. Ele lipseau însă acolo unde apa era cel mai intens acidificată.

Am plonjat cu toții. Buia avea un cuțit și, de pe o stâncă, a smuls niște melci-patelă ghinioniști. În căutarea hranei, se rătăciseră într-o apă mult prea caustică pentru ei. Cochiliile lor foarte subțiri erau aproape transparente. Bulele de dioxid de carbon urcau de pe fundul mării ca niște mărgele de argint viu. Am înotat mai departe. Straturi de iarbă-de-mare unduiau sub noi. Iarba era de un verde intens; toate micile organisme care acoperă de obicei firele, estompându-le culoarea, dispăruseră. La fel și aricii-de-mare, întâlniți adesea departe de venturi; ei nu suportă nici măcar apa moderat acidificată. Roiuri de meduze aproape străvezii pluteau în jur. „Ai grijă – avertiză Hall-Spencer. Înțeapă.“

Meduze, iarbă-de-mare și alge – nimic altceva nu mai trăiește în apropierea celei mai mari aglomerări de venturi de la Castello Aragonese. Chiar și la câteva sute de metri mai încolo, multe specii indigene nu pot supraviețui. Acolo, aciditatea apei este cât cea prognozată pentru oceanul planetar în 2100. „În mod normal, într-un port poluat există doar câteva specii, care sunt ca buruienile, capabile să facă față condițiilor extrem de fluctuante – a spus Hall-Spencer odată ajunși înapoi în barcă. Asta se întâmplă când nivelul de CO2 crește dramatic.“

De la începutul revoluției industriale, cantitățile de combustibili fosili ­arși – cărbune, petrol, gaze naturale – și pădurile tăiate au fost suficiente pentru a emite peste 500 de miliarde de tone de CO2. Se știe că astăzi concentrația de CO2 din atmosferă este mai mare decât oricând în ultimii 800.000 de ani.

Mai puțin cunoscut este efectul emisiilor de carbon asupra oceanelor. Aerul și apa fac permanent schimb de gaze și astfel o parte din orice este emis în atmosferă ajunge până la urmă în mare. Vânturile îl amestecă rapid în primii o sută de metri din stratul superior și, de-a lungul secolelor, curenții îl răspândesc în adâncurile oceanului. În anii ’90, o echipă internațională de oameni de știință a inițiat un vast proiect de cercetare care includea colectarea și analizarea a peste 77.000 de mostre de apă de mare de la diferite adâncimi și locații de pe glob. Munca a durat 15 ani și a arătat că oceanele au absorbit 30% din dioxidul de carbon eliberat de omenire în ultimele două secole. Ele continuă să absoarbă aproximativ un milion de tone pe oră.

Pentru viața pe uscat, procesul este o binefacere; fiecare tonă de CO2 pe care oceanele o înlătură din atmosferă este o tonă care nu contribuie la încălzirea globală. Dar pentru viața marină, lucrurile stau altfel. Jane Lubchenco, șefa Administrației Naționale pentru Ocean și Atmosferă și ecolog marin, a numit acidificarea oceanelor „geamănul diabolic“ al încălzirii globale.

Scara pH-ului, care măsoară aciditatea în funcție de concentrația ionilor de hidrogen, are valori între zero și 14. La capătul inferior al scării se află acizii puternici, precum acidul clorhidric, care eliberează ușor hidrogenul (mai ușor decât acidul carbonic). La capătul superior se află bazele puternice, precum soda caustică. Apa distilată pură are pH-ul 7, neutru. Apa de mare ar trebui să fie ușor bazică, având pH-ul în jur de 8,2 în apropiere de suprafață. Până în prezent, emisiile de CO2 au redus pH-ul acesteia cu aproximativ 0,1. La fel ca scara Richter, scara pH-ului este logaritmică, deci chiar și modificările numerice mici au efecte majore. O scădere a pH-ului cu 0,1 înseamnă că apa a devenit cu 30% mai acidă. Dacă tendințele actuale continuă, până în 2100 pH-ul de suprafață va scădea la aproximativ 7,8, iar apa va fi cu 150% mai acidă decât în 1800.

Acidificarea de până acum este probabil ireversibilă. Deși teoretic adăugarea de substanțe chimice în apa mării contra efectelor dioxidului de carbon în exces este posibilă, practic cantitățile necesare ar fi covârșitoare; ar fi nevoie de cel puțin două tone de var, de pildă, pentru a neutraliza o singură tonă de dioxid de carbon, iar în prezent lumea emite anual peste 30 de miliarde de tone de CO2. În același timp, procesele naturale care ar putea contracara acidificarea – cum ar fi, pe uscat, eroziunea rocilor – acționează mult prea încet pentru a schimba ceva în timpul vieților noastre. Chiar dacă emisiile de CO2 ar înceta cumva astăzi, zeci de mii de ani ar trece până când compoziția chimică a oceanului ar reveni la starea sa preindustrială.

Acidificarea are nenumărate efecte. Prin favorizarea anumitor microorganisme marine în defavoarea celorlalte, ar putea modifica rezervele unor nutrienți esențiali, precum fierul și azotul. Din motive similare, mai multă lumină solară ar putea penetra suprafața mării. Schimbând compoziția chimică de bază a apei de mare, este de așteptat ca acidificarea să scadă cu până la 40% capacitatea apei de a absorbi și înăbuși sunetele de joasă frecvență, unele zone ale oceanului devenind mai zgomotoase. În sfârșit, acidificarea afectează reproducerea unor specii și capacitatea altora – așa-numitele animale calcificatoare – de a forma cochilii și schelete dure din carbonat de calciu. Aceste ultime efecte sunt cel mai bine cercetate, dar nu este clar dacă se vor dovedi cele mai importante pe termen lung.

În 2008, peste 150 de cercetători de seamă au dat o declarație în care afirmau că erau „profund îngrijorați de schimbările rapide recente ale compoziției chimice a oceanelor“, care ar putea „afecta grav organismele marine, rețelele trofice, biodiversitatea și fauna piscicolă“. Recifele de corali din apele calde sunt îngrijorarea principală. Dar, pentru că dioxidul de carbon se dizolvă mai ușor în apa rece, impactul ar putea apărea prima dată mai aproape de poli. Oamenii de știință au depistat deja efecte însemnate asupra pteropodelor – mici melci înotători, o hrană importantă pentru peștii, balenele și păsările din Arctica și din Antarctica. Conform experimentelor, cochiliile pteropodelor cresc mai lent în apa de mare acidificată.

Vor reuși oare organismele să se adapteze noii compoziții chimice a oceanelor? Realitățile de la Castello Aragonese nu sunt încurajatoare. Venturile eliberează CO2 în apă de cel puțin o mie de ani – mi-a spus Hall-Spencer când l-am vizitat. Dar din zona unde pH-ul este 7,8 – nivelul care ar putea fi atins în toate oceanele până la sfârșitul secolului – lipsesc aproape o treime dintre speciile care trăiesc în apropiere, în afara sistemului de venturi. Speciile acelea au avut „la dispoziție generații după generații să se adapteze acelor condiții și totuși nu sunt acolo“ – spunea Hall-Spencer.

„Fiind atât de important, noi, oamenii, facem multe eforturi să ne asigurăm că pH-ul sângelui nostru e constant – a continuat el. Însă unele dintre aceste organisme inferioare nu au fiziologia necesară pentru asta. Pur și simplu trebuie să suporte ce se întâmplă afară. Și astfel sunt forțate dincolo de limitele lor.“

La 80 km în largul coastei australiene și la jumătate de glob depărtare de Castello Aragonese se află One Tree, o altă insuliță. One Tree (un copac), care de fapt are mai multe sute de copaci, are formă de bumerang, cu două brațe care se întind în Marea Coralilor. În curbura bumerangului este o mică stație de cercetare, condusă de Universitatea din Sydney. Întâmplător, tocmai când soseam într-o splendidă după-amiază de vară, o imensă țestoasă-careta se târa pe plajă în fața laboratorului. Întreaga populație umană a insulei – 11 persoane, fără mine – s-a adunat s-o urmărească.

Insula One Tree face parte din Marea Barieră de Corali, cel mai mare complex de recife din lume, întins pe mai mult de 2.250 km. Întreaga insulă este alcătuită din bucăți de corali sfărâmați, cu dimensiuni ce variază de la bile la mingi de baschet, care au început să se acumuleze după o furtună deosebit de violentă, acum aproximativ 4.000 de ani. Chiar și azi, nimic de pe insulă nu ar putea fi numit pământ. Copacii par să se ridice direct din pietriș ca niște catarge.

În anii ’60, când oamenii de știință au început să viziteze insula, ei își puneau întrebări de genul: „Cum cresc recifele?“ Astăzi, întrebările sunt mai urgente. „Cam 25% dintre toate speciile din oceane petrec cel puțin o parte din viață în sistemele de recife – a spus într-o seară Ken Caldeira, specialist în acidificarea oceanului, de la Institutul Carnegie, înainte de a porni să adunăm mostre de apă pe recif. Coralii creează arhitectura ecosistemului și e destul de clar că, dacă dispar ei, dispare întregul ecosistem.“

Recifele sunt deja amenințate de o largă gamă de forțe. Temperaturile în creștere ale apei provoacă mult mai frecvent cazuri de „înălbire“, când coralii se albesc complet și adesea mor. Pescuitul excesiv înlătură animalele marine care apără recifele de invazia algelor. Scurgerile agricole fertilizează algele, perturbând și mai mult ecologia recifului. În Caraibi, câteva specii de coral altădată abundente au fost devastate de o infecție care lasă în urmă o fâșie albă de țesut mort. Probabil din cauza tuturor acestor factori, învelișul de corali din Caraibi a scăzut cu circa 80% între 1977 și 2001.

Acidificarea oceanelor este o amenințare în plus, una probabil mai puțin iminentă, dar în cele din urmă mai devastatoare pentru coralii duri, cei care construiesc recifele. Aceasta subminează străvechea lor structură de bază – scheletul pietros, secretat de milioane și milioane de polipi coralieri de-a lungul mileniilor.

Polipii coralieri sunt niște animale minuscule care formează un strat subțire de țesut viu pe suprafața unui recif. Au cumva forma unor flori, cu șase sau mai multe tentacule, care prind hrana și o introduc într-o gură centrală. (De fapt, mulți corali își iau majoritatea hranei din algele care trăiesc și fotosintetizează în interiorul lor; când coralii se decolorează, cauza o constituie stresul care-i determină pe polipi să-i expulzeze pe simbionții închiși la culoare). Fiecare polip se învelește cu un exoschelet protector din carbonat de calciu, în formă de cupă, care devine parte din scheletul colectiv al întregii colonii.

Pentru a produce carbonat de calciu, coralii au nevoie de două ingrediente: ioni de calciu și ioni de carbonat. Acizii reacționează cu ionii de carbonat, practic legându-i. Astfel, când nivelul dioxidului de carbon din atmosferă crește, ionii de carbonat se răresc în apă, iar coralii trebuie să folosească mai multă energie pentru a-i colecta. S-a demonstrat că, în condiții de laborator, creșterea scheletului de coral se diminuează direct proporțional cu scăderea concentrației de carbonat.

Poate că în laborator dezvoltarea lentă nu contează prea mult. În ocean însă, recifele sunt permanent ciugulite de alte organisme, mari și mici. (Când am făcut scufundări în largul Insulei One Tree, auzeam peștii-papagal mestecând reciful.) „Un recif e ca un oraș – a explicat Ove Hoegh-Guldberg, care a condus Stația de Cercetare de pe Insula One Tree, iar acum este șeful Institutului pentru Schimbări Globale, de la Universitatea Queensland, din Australia. Ai firme de construcții și ai firme de demolări. Restrângând materialele necesare firmelor de construcții, înclini balanța spre distrugere, care are loc continuu, chiar și pe un recif sănătos. În cele din urmă, te alegi cu un oraș care se autodistruge.“

Comparând măsurătorile din anii ’70 cu cele mai recente, echipa lui Caldeira a descoperit că, într-un loc din capătul nordic al recifului, calcificarea scăzuse cu 40%. (Echipa se afla pe One Tree pentru a repeta studiul la extremitatea sudică a recifului.) O altă echipă, folosind o metodă diferită, a descoperit că, între 1990 și 2005, dezvoltarea coralilor-poriți, care formează bulgări masivi, ca niște bolovani, a scăzut cu 14% în Marea Barieră de Corali.

Acidificarea oceanului pare să afecteze și capacitatea coralilor de a produce noi colonii. Coralii pot, efectiv, să se cloneze și o întreagă colonie poate fi alcătuită din polipi identici genetic. Dar o dată pe an, vara, multe specii de coral participă la „reproducerea în masă“, un fel de sex în grup sincronizat. Fiecare polip produce un săculeț roz ca o mărgea, care conține atât ovule, cât și spermă. În noaptea reproducerii, toți polipii își eliberează săculeții în apă. Atât de mulți săculeți plutesc în jurul recifului, încât fac valurile să pară acoperite de un voal purpuriu.

Selina Ward, cercetătoare la Universitatea Queensland, studiază de 16 ani reproducerea coralilor pe Insula Heron, la circa 16 km vest de One Tree. M-am întâlnit cu ea cu câteva ore înaintea evenimentului anual al expulzării săculeților. Urmărea îndeaproape 12 acvarii cu corali gravizi, ca un obstetrician care își face vizitele în secția de maternitate. De îndată ce coralii își eliberau săculeții roz, avea de gând să-i adune și să-i expună la diferite niveluri de acidificare. Până acum, rezultatele ei sugerează că un pH mai mic scade fertilizarea, dezvoltarea larvară, precum și colonizarea – stadiul în care larvele de coral părăsesc coloana de apă, se lipesc de ceva solid și încep să producă noi colonii. „Și dacă oricare dintre aceste etape eșuează, sistemul nu va mai avea corali de schimb“ – a spus Ward.

Recifele pe care le mențin coralii sunt esențiale pentru o incredibilă varietate de organisme. Pe recifele de corali sau în preajma lor trăiesc aproximativ între unu și nouă milioane de specii marine. Acestea includ nu doar peștii fantezist colorați și țestoasele enorme, pentru care lumea vizitează recifele, ci și urocordate, creveți, anemone și scoici, castraveți-de-mare și viermi – lista e mult mai lungă. Ungherele și crăpăturile unui recif găzduiesc multe specii, care, la rândul lor, constituie resurse pentru multe altele.

Odată ce creșterea unui recif nu mai poate ține pasul cu eroziunea, această comunitate se va prăbuși. „Recifele de corali își vor pierde funcționalitatea ecologică – mi-a spus Jack Silverman, unul dintre membrii echipei lui Caldeira de la One Tree. Nu vor putea să-și mențină structura. Și unde să stea chiriașii fără o clădire?“ Acel moment ar putea sosi până în 2050. Dacă emisiile vor continua în ritmul actual, concentrațiile de CO2 din atmosferă aproape se vor dubla față de timpurile preindustriale. Multe experimente sugerează că atunci recifele de corali vor începe să se dezintegreze.

Dacă nimic nu se schimbă, până la jumătatea secolului lucrurile vor arăta destul de sumbru“ – a spus Caldeira. A tăcut o clipă. „Cred că deja arată sumbru.“

Desigur, coralii sunt doar una dintre speciile calcificatoare. Mai există mii. Crustaceele, precum ciripedele, sunt calcificatoare, la fel și echinodermele, precum stelele-de-mare și aricii-de-mare, la fel și moluștele, precum scoicile și stridiile. Algele-corali – organisme minuscule care produc ceva asemănător unui înveliș de vopsea roz sau lila – sunt tot calcificatoare. Secrețiile lor de carbonat de calciu ajută la cimentarea recifelor de corali, dar se găsesc și în alte părți – cum ar fi pe iarba-de-mare de la Castello Aragonese. Lipsa lor de pe iarba din apropierea venturilor făcea ca aceasta să pară atât de verde.

Mările sunt pline de plante calcificatoare unicelulare, numite cocolitofori, ale căror flori sezoniere dau o nuanță lăptoasă miilor de kilometri pătrați de ocean. Multe specii de foraminifere-planctonice – și ele unicelulare – sunt calcificatoare; cochiliile lor moarte coboară pe fundul oceanului în ceea ce poate fi descris ca o ploaie nesfârșită. Calcificatoarele sunt atât de abundente, încât au schimbat geologia Pământului. În Anglia, Stâncile Albe din Dover, de exemplu, sunt rămășițele nenumăratelor calcificatoare străvechi acumulate în perioada cretacică.

Acidificarea determină toate organismele calcificatoare să muncească mai mult, deși unele par să se descurce mai bine. În experimentele efectuate pe 18 specii aparținând unor grupuri taxonomice diferite, cercetătorii de la Institutul Oceanografic Woods Hole au descoperit că, deși majoritatea au calcificat mai puțin când nivelul de dioxid de carbon a fost ridicat, unele au calcificat mai mult. O specie – midia-comună – nu a arătat nicio schimbare, indiferent cât de acidificată a fost apa.

„Organismele fac alegeri – a explicat Ulf Riebesell, biolog oceanograf la Institutul de Științe Marine Leibniz, din Kiel, Germania. Ele simt schimbarea din mediul în care trăiesc și unele au capacitatea de a compensa. Trebuie numai să investească mai multă energie în calcificare. Ele aleg: «OK! Voi investi mai puțin în reproducere» sau  «Voi investi mai puțin în dezvoltare.»“ Nu se știe ce determină astfel de alegeri și dacă sunt viabile pe termen lung; până acum, majoritatea studiilor s-au efectuat pe ființe care au trăit puțin timp în acvarii, fără concurența altor specii. „Dacă investesc mai puțin în dezvoltare sau în reproducere – a continuat Riebesell –, înseamnă că altcineva care nu trebuie să aleagă, pentru că nu calcifică, va câștiga și îmi va lua locul?“

Între timp, oamenii de știință abia încep să exploreze cum va afecta acidificarea oceanului organismele mai complexe, precum peștii și mamiferele marine. Modificările din partea inferioară a lanțului trofic marin – la pteropodele cu cochilie, de exemplu, sau la cocolitofori – va afecta inevitabil animalele aflate mai sus. Dar modificarea pH-ului oceanic ar putea avea un impact direct și asupra fiziologiei lor. Cercetătorii din Australia au descoperit, de exemplu, că peștii-clovn tineri – versiunile reale ale lui Nemo – nu pot găsi un habitat adecvat atunci când nivelul de CO2 este ridicat. Se pare că apa acidificată le slăbește simțul mirosului.

În lunga istorie a vieții pe Pământ, nivelurile dioxidului de carbon din atmosferă au fost adeseori mai ridicate decât în prezent. Dar numai foarte rar sau poate că niciodată nu au crescut atât de rapid ca acum. Pentru viața din oceane, probabil că viteza schimbării este cea care contează.

Pentru a găsi o perioadă similară cu prezentul, trebuie să ne întoarcem în timp cel puțin 55 de milioane de ani, la perioada cunoscută ca „maximul termic dintre Paleocen și Eocen“ (PETM). În timpul PETM, cantități uriașe de carbon au fost eliberate în atmosferă, nimeni nu știe sigur de unde. Temperaturile din toată lumea au urcat cu circa șase grade Celsius, iar compoziția chimică a mării s-a schimbat dramatic. Adâncurile oceanului au devenit atât de corozive, încât în multe locuri cochiliile au încetat să se acumuleze pe fundul mării și pur și simplu s-au dizolvat. În miezul depozitelor de sedimente, perioada apare ca un strat de argilă roșie făcută sandvici între două straturi albe de carbonat de calciu. Multe specii de foraminifere de apă adâncă au dispărut.

Surprinzător însă, majoritatea organismelor care trăiesc aproape de suprafață par să fi trecut cu bine prin PETM. Probabil că viața marină este mai rezistentă decât par să arate rezultatele din locuri precum Castello Aragonese și Insula One Tree. Sau poate că PETM, deși extrem, nu a fost la fel de drastic ca prezentul.

Sedimentele stratificate nu dezvăluie viteza de eliberare a carbonului în PETM. Dar modelele arată că a durat mii de ani – suficient de lent încât efectele chimice să se răspândească în întregul ocean, până în adâncurile lui. Viteza de astăzi a emisiilor pare cam de zece ori mai mare și straturile de apă nu au suficient timp să se amestece. În secolul următor, acidificarea se va concentra aproape de suprafață, unde trăiesc majoritatea calcificatoarelor marine și toți coralii tropicali. „Din punct de vedere geologic, ce facem acum e destul de deosebit“ – spune climatologul Andy Ridgwell, de la Universitatea din Bristol, care a creat un model al oceanului din perioada PETM.

Depinde de noi cât de deosebit. Încă e posibil să evităm cele mai extreme scenarii de acidificare. Dar singura cale sau cel puțin singura modalitate găsită până acum este reducerea considerabilă a emisiilor de CO2. În prezent, coralii și pteropodele se confruntă cu o economie globală construită pe combustibili fosili ieftini. Nu e o luptă corectă.



Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*