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Desmistificando a acidificação dos oceanos e os impactos na biodiversidade

Por que o aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera afeta a acidez dos oceanos e quais as consequências disso para a vida marinha. Vídeo de California Academy of Sciences. Versão original criada por Academia de Ciências da Califórnia.

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Transcrição de vídeo

RKA1JV - Em vez de aquecimento global, nos dias de hoje, falamos de mudança global e a acidificação do oceano. E a acidificação do oceano trabalha para essa fábrica de mudança tornando possível o problema da mudança global de uma forma mais expansiva do que mais simplista. Mas o que é a acidificação do oceano? E como isso pode afetar nosso tópicos de interesse que é a biodiversidade? Em primeiro lugar, precisamos examinar a causa da acidificação para entender melhor o que realmente isso significa para a biodiversidade. Essencialmente, se você falar sobre essa nuvem grande, este sopro de CO₂ que é produzido por atividade humana, de 30% a 40%, quase metade dessa nuvem, termina dissolvida no oceano. O resto fica na atmosfera ou é incorporado em seres vivos, em alguns, na forma, em outros geralmente como material vegetal ou corpos de outros produtores. Mas a enorme quantidade de CO₂ que dissolve nos oceanos definitivamente vai fazer alguma coisa. O CO₂ adicionado no oceano causa um aumento da acidez. A acidez é medida por algo chamado pH e vale a pena falar um pouco sobre pH por um momento. Há um par de coisas a se observar sobre a escala de pH que vai de zero a 14. Onde zero é altamente ácido e 14 altamente alcalino, também chamado de altamente básico. Um pH de 7 é neutro como a água destilada, por isso se você aumentar a acidez do pH, o pH está caindo e se você aumentar a alcalinidade do pH, o pH está subindo. Note que a escala de pH é logarítmica, o que significa que cada passo é um fator de 10. Se você vai de um pH de 6 para um pH de 5 que é mais ácido, você está realmente aumentando a acidez em 10 vezes. No pH de 6 para pH de 4, é mais ácido por um fator de 10 vezes 10, o que significa 100 vezes mais ácido. O mais importante é que o pH é uma medida potencial onde o “p” vem do poder ou potencial de um líquido para fazer átomos de hidrogênio carregados ou íons. Pense no pH com um potencial de hidrogênio ou poder de hidrogênio. Os íons, vocês verão em um momento por que o poder de uma coisa tão pequena como íon de hidrogênio é tão crucial. Primeiro, vamos olhar este problema de introdução do dióxido de carbono. Para ver a água durante o período industrial entre cerca de 1.750 e o início dos anos 90. O pH do oceano de superfície diminuiu cerca de 8.25 para 8.14. Isso não soa como um monte de coisa, mas lembre-se que estamos falando de uma média global, de uma média de todo o oceano do globo. E lembre-se que isso é logaritmo. Assim, nós estamos realmente falando de cerca de um aumento de 30% na concentração de íons de hidrogênio no oceano. Nós temos CO₂ na atmosfera que está indo para a água, o CO₂ quebra, temos uma reação química onde o CO₂ adicionado à água, transforma-se em ácido carbônico. O processo parece com isso quando você tem o ácido carbônico na água. Um par de coisas acontecem. Cada molécula de ácido carbônico pode liberar um de seus íons de hidrogênio formando algo chamado molécula de bicarbonato. Bicarbonato pode ser quebrado, formando íon carbonato. O grande problema aqui é que você começa a ter tanto dessas moléculas de carbonato e carbonato por perda de íon de hidrogênio, que estão, agora, livres na água. Lembre-se do que dissemos sobre íons de hidrogênio: eles vão aumentar a acidez da água e essa é a chave. Através da adição CO₂, você vai criar uma cadeia de eventos que resulta na liberação desses pequenos íons de hidrogênio. E aqui, estamos falando sobre esse processo global em termos de taxa. Não é tanto que os níveis de pH estão mudando, mas eles estão mudando mais rápido do que qualquer coisa que temos visto há muito tempo. As taxas atuais da acidificação são muito semelhantes às de um evento estufa que ocorreu na fronteira do Paleoceno/Eoceno há 50 milhões de anos atrás. Aquele tempo foi marcado por grandes extinções a níveis de produção de ecossistemas. Particularmente nas áreas geológicas, a História nos diz que a biodiversidade pode ser ameaçada pela exposição da acidez dos oceanos. Há uma gama enorme de consequências prejudiciais, incluindo mudanças na taxa metabólica ou resposta imune a outros organismos. Tais como parasitas ou bactérias que estão no ambiente. Sabemos que a mudança no pH pode causar a destruição de corais, desencadeando reações químicas que resultam numa perda global da quantidade de íons carbonatos disponíveis. Então, o que isso significa? Significa um pouco mais de Química. Muitos organismos que vivem no oceano usam um material de construção muito especial: o carbonato de cálcio. Que é dissolvido em água do mar e é feito por essa reação. Ocorre a adição de átomos de cálcio em íons bicarbonato que faz carbonato de cálcio. O material que vai para os esqueletos de organismos que vivem no mar, tais como corais, moluscos e caranguejos. Eles são muito dependentes de carbonato de cálcio. Infelizmente, esses íons livres de carbonato também estão realmente combinando com aqueles, ocupados por íons de hidrogênio muito reativos para fazer mais bicarbonato. Por isso, reduz o carbonato de cálcio disponível que os organismos de outra forma seriam capazes de usar. Isso significa que organismos com esqueleto carbonato de cálcio vão ter problemas para manter seus esqueletos. Simplesmente, porque eles não podem obter suficiente carbonato de cálcio para crescer ou reparar suas conchas e esqueletos. Verifica-se que não são apenas corais, moluscos e caranguejos que vão ser afetados. Organismos unicelulares chamados foraminífero e cocolitóforos, que são a base da energia alimentar dos ecossistemas marinhos, também serão afetados Se você colocar um foraminífero em um microscópio, você verá que eles se parecem com pequenos espirais de caixas de forma engraçada. Eles são coisas fantásticas de se olhar. Foromíniferos são como pequenas células simples de ameba e eles podem fazer conchas. Seu metabolismo e a capacidade de fazer essas conchas é profundamente afetado por níveis de pH do oceano, agora. O cocolitóferos são realmente interessantes. São algas unicelulares, um tanto misteriosas que também absorvem carbonato de cálcio do oceano. Lito" significa rocha e "coco" significa formato de baga. Esses organismos têm a forma de um fruto minúsculo, mas com uma cobertura rochosa. Nem todos conhecem esses organismos, mas agora você sabe. Você sabe quantas são realmente importantes como produtores fitoplâncton nos ecossistemas oceânicos. Ninguém está muito certo por que eles fazem seus revestimentos de carbonato de cálcio, mas o mero fato de que eles estão fazendo depósitos de carbonato de cálcio significa que eles também vão ser profundamente afetados pela diminuição do pH oceânico. Sempre existiu muitos e muitos cocolítos. As falésias brancas de Dover são compostas quase inteiramente por cocolítos fósseis. Os cocolítos produzem produto químico que contribui para a formação de nuvens. Alguns cientistas até pensam que ameaçar a existência de cocolítos poderia resultar em uma redução da cobertura de nuvens sobre os oceanos, reduzindo a refletibilidade da Terra e, assim, aumentaríamos a taxa de aquecimento global. Eu mencionei coisas maiores como corais, caranguejos, caramujos e moluscos também. Existem alguns problemas com sua capacidade de secretar carbonato de cálcio. Eles dependem muito disso. Os cientistas realizaram experimentos em que o aumento da quantidade de CO₂ no ar acima de um tanque de água no mar pode realmente aumentar a taxa de pH. A tal ponto que os esqueletos de algumas dessas formas se dissolverão. Agora, observe que eu disse algumas de suas variáveis, mas estamos vendo alguns efeitos em quase todos os principais grupos de organismos que nós olhamos até agora. Mesmo estrelas e ouriços do mar que possuem uma pele protetora sobre os seus corpos inteiros. Eles realmente têm um esqueleto interno como um peixe ou você e eu. Mas, mesmo estes têm problemas, particularmente, em estágios larvais. Essas larvas formam uma grande parte do plâncton. Lembre-se de que como o plâncton é crucial para duas redes alimentares no mar. Mesmo para organismos que não têm esqueletos de carbonato de cálcio e conchas, o aumento da acidez pode ser um problema. A hipercapnia que é acesso excessivo de CO₂ nos fluidos corporais de organismos pode acontecer em coisas como peixe ou lula. E uma bagunça de respostas imunes podem acontecer com esse excesso de CO₂. Pode até tornar difícil para o peixe-palhaço bebê distinguir entre os odores de amigos e inimigos, interferir com mecanismos sensoriais, ou mesmo a capacidade de ouvir os predadores. O último é interessante porque você pode ter mudanças nas propriedades acústicas da água do mar. Alterando isso aqui. Implicações para qualquer animal que utilize a ecolocalização, por exemplo. O CO₂ aumenta o ruído oceânico, está ficando mais barulhento tempo todo. Com os ambientes mais ácidos, pode ocorrer a interferência na construção de coisas como ossos da orelha e os órgãos de equilíbrio como os conhecidos estatólitos. Minúsculas pedras que são mantidas em câmaras especiais nos corpos de lulas. Os estatólitos permitem que a lula perceba mudanças de pressão, direção e movimento. Isso apenas ilustra um pouco o que sabemos de coisas de tipos incomuns de efeitos em cascata que talvez você não pense além dessa incapacidade para fazer colunas de carbonato de cálcio na água do mar. Aqui está outro exemplo que tem uma história complicada. Como plantas terrestres, algas marinhas constroem melhor seus corpos quando os níveis de CO₂ aumentam. As algas marinhas são realmente importantes. Elas são locais valiosos de alimentação e desova para uma variedade de peixes. Se você melhora o crescimento de algas marinhas, talvez você esteja fazendo algo bom. Mas o que nós não sabemos é se esses benefícios locais de melhor crescimento das algas marinhas vai ser compensado pela perturbação mais generalizada da cadeia alimentar marinha. O que isso significa para a biodiversidade? Essas são coisas bastante complicadas, nós não sabemos o que vai acontecer a longo ou mesmo a curto prazo de interação de todos esses diferentes fatores. Nós definitivamente precisamos de alguma pesquisa focada nesses tópicos, mas sabemos que a acidificação dos oceanos é, sem dúvida, uma má notícia. É um problema global e vamos precisar começar a falar sobre soluções o mais rápido possível.