تحمض المحيطات: تهديد عالمي للحياة البحرية والنظم البيئية

تُعد محيطات العالم، التي تغطي أكثر من 70% من كوكبنا، حيوية لتنظيم المناخ وتوفير الغذاء ودعم عدد لا يحصى من النظم البيئية. ومع ذلك، تواجه هذه النظم البيئية الحاسمة تهديدًا متزايدًا: تحمض المحيطات. هذه الظاهرة، المدفوعة بالمستويات المتزايدة من ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي، تغير كيمياء محيطاتنا وتشكل مخاطر كبيرة على الحياة البحرية والتوازن الدقيق للنظم البيئية البحرية على مستوى العالم.

ما هو تحمض المحيطات؟

تحمض المحيطات هو الانخفاض المستمر في درجة حموضة (pH) محيطات الأرض، والناتج بشكل أساسي عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي. تعمل المحيطات كبالوعة كربون رئيسية، حيث تمتص ما يقرب من 30% من ثاني أكسيد الكربون الذي تطلقه الأنشطة البشرية، مثل حرق الوقود الأحفوري وإزالة الغابات. وفي حين يساعد هذا الامتصاص في التخفيف من تغير المناخ، إلا أنه يأتي على حساب البيئة البحرية.

عندما يذوب ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر، فإنه يتفاعل مع الماء لتكوين حمض الكربونيك (H2CO3). ثم يتفكك حمض الكربونيك هذا إلى أيونات البيكربونات (HCO3-) وأيونات الهيدروجين (H+). تؤدي الزيادة في تركيز أيونات الهيدروجين إلى انخفاض درجة حموضة المحيط، مما يجعله أكثر حمضية. وعلى الرغم من أن المحيط لا يصبح حمضيًا بالمعنى الحرفي (حيث لا تزال درجة الحموضة أعلى من 7)، فإن مصطلح "التحمض" يشير إلى التحول نحو حالة أكثر حمضية.

كيمياء تحمض المحيطات

يمكن تلخيص التفاعلات الكيميائية المتضمنة في تحمض المحيطات على النحو التالي:

• يذوب ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي في مياه البحر: CO2(g) ⇌ CO2(aq)
• يتفاعل ثاني أكسيد الكربون المذاب مع الماء لتكوين حمض الكربونيك: CO2(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq)
• يتفكك حمض الكربونيك إلى أيونات البيكربونات والهيدروجين: H2CO3(aq) ⇌ HCO3-(aq) + H+(aq)
• تتفكك البيكربونات بدورها إلى أيونات الكربونات والهيدروجين: HCO3-(aq) ⇌ CO32-(aq) + H+(aq)

تؤدي الزيادة في أيونات الهيدروجين إلى خفض درجة الحموضة وتقليل توافر أيونات الكربونات (CO32-)، والتي تعتبر ضرورية للكائنات البحرية لبناء والحفاظ على أصدافها وهياكلها العظمية.

الآثار المدمرة لتحمض المحيطات

لتحمض المحيطات عواقب بعيدة المدى على الحياة البحرية والنظم البيئية، حيث تؤثر على كل شيء بدءًا من العوالق المجهرية وصولًا إلى الثدييات البحرية الكبيرة. فيما يلي بعض من أهم الآثار:

1. التأثير على الكائنات المكونة للأصداف

ربما يكون التأثير الأكثر شهرة لتحمض المحيطات هو تأثيره على الكائنات المكونة للأصداف، والمعروفة أيضًا بالكائنات المتكلسة. تعتمد هذه الكائنات، بما في ذلك المحار (مثل محار الأويستر، والمحار الملزمي، وبلح البحر)، والشعاب المرجانية، وبعض أنواع العوالق، على أيونات الكربونات لبناء أصدافها وهياكلها من كربونات الكالسيوم (CaCO3). ومع زيادة حمضية المحيطات وانخفاض توافر أيونات الكربونات، تواجه هذه الكائنات تحديات في بناء هياكلها والحفاظ عليها.

أمثلة:

• محار الأويستر في شمال غرب المحيط الهادئ (الولايات المتحدة الأمريكية): شهدت مزارع محار الأويستر في شمال غرب المحيط الهادئ نفوقًا هائلاً ليرقات المحار بسبب تحمض المحيطات. المياه الأكثر حمضية تجعل من الصعب على اليرقات بناء أصدافها، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة لصناعة المحار.
• الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم: تعتبر الشعاب المرجانية، التي غالبًا ما يطلق عليها "غابات البحر المطيرة"، معرضة بشكل خاص لتحمض المحيطات. إن انخفاض توافر أيونات الكربونات يعيق نمو المرجان ويجعله أكثر عرضة للابيضاض، وهي ظاهرة يطرد فيها المرجان الطحالب التي تعيش في أنسجته، مما يؤدي في النهاية إلى موته. يعاني الحاجز المرجاني العظيم في أستراليا، وهو أكبر نظام للشعاب المرجانية في العالم، بالفعل من أحداث ابيضاض شديدة بسبب تحمض المحيطات وارتفاع درجات حرارة البحر.
• الفراشات البحرية (Pteropods) في المحيط المتجمد الشمالي: الفراشات البحرية، وهي قواقع سباحة صغيرة تشكل مصدرًا غذائيًا حاسمًا للعديد من الحيوانات البحرية، بما في ذلك السلمون والحيتان، مهددة أيضًا بتحمض المحيطات. أظهرت الدراسات أن أصداف الفراشات البحرية تذوب عند تعرضها للمياه المتزايدة الحمضية في المحيط المتجمد الشمالي.

2. اضطرابات في الشبكات الغذائية البحرية

يمكن أن يؤدي تحمض المحيطات إلى تعطيل الشبكات الغذائية البحرية بأكملها. إن انخفاض أعداد الكائنات المتكلسة في قاعدة الشبكة الغذائية، مثل العوالق والمحار، يمكن أن يكون له تأثيرات متتالية على المستويات الغذائية الأعلى. قد تشهد الأسماك والثدييات البحرية والطيور البحرية التي تعتمد على هذه الكائنات كغذاء انخفاضًا في أعدادها أو تغيرات في توزيعها.

أمثلة:

• التأثير على مصايد الأسماك: تعتمد العديد من أنواع الأسماك ذات الأهمية التجارية على المحار والكائنات المتكلسة الأخرى كمصدر للغذاء. يمكن أن يؤدي تحمض المحيطات إلى انخفاض في أعداد هذه الفرائس، مما يؤثر على المخزونات السمكية وسبل عيش الصيادين في جميع أنحاء العالم.
• التغيرات في مجتمعات العوالق: يمكن أن تؤدي التغيرات في تكوين ووفرة مجتمعات العوالق بسبب تحمض المحيطات إلى تغيير تدفق الطاقة والمغذيات عبر النظم البيئية البحرية. ويمكن أن يكون لذلك عواقب لا يمكن التنبؤ بها على الشبكة الغذائية بأكملها.

3. التأثيرات الفسيولوجية على الكائنات البحرية

إلى جانب التأثير على تكوين الأصداف، يمكن أن يكون لتحمض المحيطات أيضًا تأثيرات فسيولوجية أخرى على الكائنات البحرية. يمكن أن تشمل هذه التأثيرات ما يلي:

• انخفاض معدلات النمو: قد تشهد بعض الكائنات البحرية معدلات نمو أبطأ في المياه الأكثر حمضية.
• ضعف التكاثر: يمكن أن يؤثر تحمض المحيطات سلبًا على النجاح التناسلي لبعض الأنواع.
• تغيرات في السلوك: أظهرت الدراسات أن تحمض المحيطات يمكن أن يغير سلوك بعض الأسماك، مما يجعلها أكثر عرضة للحيوانات المفترسة.
• انخفاض وظيفة المناعة: قد تعاني بعض الكائنات البحرية من ضعف في جهاز المناعة في المياه الأكثر حمضية، مما يجعلها أكثر عرضة للأمراض.

4. التأثيرات الاقتصادية والاجتماعية

تمتد آثار تحمض المحيطات إلى ما وراء البيئة البحرية، لتؤثر على المجتمعات والاقتصادات البشرية التي تعتمد على المحيطات الصحية. يمكن أن تشمل هذه التأثيرات:

• انخفاض غلة مصايد الأسماك: يمكن أن يؤدي تحمض المحيطات إلى انخفاض المخزونات السمكية، مما يؤثر على سبل عيش الصيادين وتوافر المأكولات البحرية للاستهلاك البشري.
• الأضرار التي تلحق بتربية الأحياء المائية: يمكن أن تتأثر مزارع المحار وغيرها من أشكال تربية الأحياء المائية سلبًا بتحمض المحيطات، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية.
• فقدان إيرادات السياحة: يمكن أن يؤدي تدهور الشعاب المرجانية والنظم البيئية البحرية الأخرى إلى انخفاض إيرادات السياحة في المجتمعات الساحلية.
• زيادة تآكل السواحل: يمكن أن يؤدي فقدان الشعاب المرجانية والموائل الساحلية الأخرى إلى زيادة تآكل السواحل وخطر الفيضانات.

التوزيع العالمي ومواطن الضعف

آثار تحمض المحيطات ليست موزعة بشكل موحد في جميع أنحاء العالم. بعض المناطق أكثر عرضة للخطر من غيرها بسبب عوامل مثل:

• درجة الحرارة: يمكن للمياه الباردة أن تمتص كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالمياه الدافئة، مما يجعل المناطق القطبية معرضة بشكل خاص لتحمض المحيطات.
• التيارات الصاعدة: مناطق التيارات الصاعدة، حيث يتم جلب المياه العميقة والغنية بالمغذيات إلى السطح، يمكنها أيضًا أن تجلب معها مياهًا غنية بثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى تفاقم تحمض المحيطات.
• الجريان السطحي للأنهار: يمكن أن يساهم الجريان السطحي للأنهار في تحمض المحيطات عن طريق حمل الملوثات والمغذيات التي تحفز ازدهار الطحالب. وعندما تموت هذه الطحالب وتتحلل، فإنها تطلق ثاني أكسيد الكربون في الماء.

أمثلة على المناطق المعرضة للخطر:

• المحيط المتجمد الشمالي: يشهد المحيط المتجمد الشمالي تحمضًا سريعًا للمحيطات بسبب درجات حرارته الباردة وذوبان الجليد البحري، مما يعرض المزيد من مياه البحر للغلاف الجوي.
• شمال غرب المحيط الهادئ (الولايات المتحدة الأمريكية): تعد منطقة شمال غرب المحيط الهادئ منطقة تيارات صاعدة وقد شهدت تحمضًا كبيرًا للمحيطات، مما أثر على مزارع المحار وصناعات المحار الأخرى.
• جنوب شرق آسيا: الشعاب المرجانية في جنوب شرق آسيا معرضة بشدة لتحمض المحيطات بسبب مجموعة من العوامل، بما في ذلك ارتفاع درجات حرارة البحر والتلوث والصيد الجائر.

دور تغير المناخ

يرتبط تحمض المحيطات ارتباطًا وثيقًا بتغير المناخ. فكلاهما مدفوع بالمستويات المتزايدة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الناتجة عن الأنشطة البشرية. وفي حين أن تغير المناخ يرتبط في المقام الأول بارتفاع درجات الحرارة والتغيرات في أنماط الطقس، فإن تحمض المحيطات هو نتيجة مباشرة لامتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون الزائد.

تتطلب معالجة تحمض المحيطات معالجة تغير المناخ. إن الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري هو الطريقة الأكثر فعالية لإبطاء أو حتى عكس عملية تحمض المحيطات.

ما الذي يمكن عمله؟ حلول لمكافحة تحمض المحيطات

تتطلب مكافحة تحمض المحيطات نهجًا متعدد الأوجه يشمل التعاون العالمي، والتغييرات في السياسات، والإجراءات الفردية. فيما يلي بعض الحلول الرئيسية:

1. الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري

إن الخطوة الأكثر أهمية في معالجة تحمض المحيطات هي الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن الأنشطة البشرية. يمكن تحقيق ذلك من خلال:

• الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة: إن التحول بعيدًا عن الوقود الأحفوري والاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية، يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
• تحسين كفاءة الطاقة: إن تقليل استهلاك الطاقة في المنازل والشركات ووسائل النقل يمكن أن يقلل من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
• حماية الغابات واستعادتها: تعمل الغابات كبالوعات للكربون، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. يمكن أن تساعد حماية الغابات الحالية واستعادة الغابات المتدهورة في التخفيف من تغير المناخ وتحمض المحيطات.

2. تنفيذ تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه

تشمل تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المصادر الصناعية وتخزينها تحت الأرض أو في مواقع آمنة أخرى. وفي حين أن تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه لا تزال قيد التطوير، إلا أنها لديها القدرة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير من محطات الطاقة والمرافق الصناعية الأخرى.

3. تعزيز الحفاظ على البيئة البحرية واستعادتها

يمكن أن تساعد حماية النظم البيئية البحرية واستعادتها في جعلها أكثر مرونة في مواجهة تحمض المحيطات. يمكن تحقيق ذلك من خلال:

• إنشاء مناطق بحرية محمية: يمكن أن تساعد المناطق البحرية المحمية في حماية النظم البيئية البحرية الضعيفة، مثل الشعاب المرجانية وأحواض الأعشاب البحرية، من الأنشطة البشرية التي تفاقم تحمض المحيطات.
• استعادة الموائل المتدهورة: يمكن أن تؤدي استعادة الموائل البحرية المتدهورة، مثل غابات المانغروف والمستنقعات الملحية، إلى تعزيز قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون وتوفير موطن للكائنات البحرية.
• الحد من التلوث: يمكن أن يؤدي الحد من التلوث من المصادر البرية، مثل الجريان السطحي الزراعي ومياه الصرف الصحي، إلى تحسين جودة المياه وتقليل الضغط على النظم البيئية البحرية.

4. تطوير برامج رصد وبحوث تحمض المحيطات

تعد برامج الرصد والبحث ضرورية لفهم آثار تحمض المحيطات وتطوير استراتيجيات فعالة للتخفيف والتكيف. يمكن أن تشمل هذه البرامج:

• قياس درجة حموضة المحيطات والمعايير الكيميائية الأخرى: يمكن أن يساعد رصد درجة حموضة المحيطات والمعايير الكيميائية الأخرى بانتظام في تتبع تقدم تحمض المحيطات وتحديد المناطق الأكثر عرضة للخطر.
• دراسة آثار تحمض المحيطات على الكائنات البحرية: هناك حاجة إلى إجراء أبحاث لفهم كيفية تأثير تحمض المحيطات على الأنواع والنظم البيئية البحرية المختلفة.
• تطوير نماذج للتنبؤ بتحمض المحيطات في المستقبل: يمكن أن تساعد النماذج في التنبؤ بالمسار المستقبلي لتحمض المحيطات وتقييم فعالية استراتيجيات التخفيف والتكيف المختلفة.

5. زيادة الوعي العام والتثقيف

يعد رفع مستوى الوعي العام بشأن تحمض المحيطات أمرًا بالغ الأهمية لإشراك الأفراد والمجتمعات في الجهود المبذولة لمواجهة هذا التحدي العالمي. يمكن أن تساعد البرامج التعليمية الناس على فهم أسباب وآثار تحمض المحيطات وتمكينهم من اتخاذ إجراءات لتقليل بصمتهم الكربونية ودعم جهود الحفاظ على البيئة البحرية.

6. السياسات والتعاون الدولي

تتطلب معالجة تحمض المحيطات أطر سياسات قوية وتعاونًا دوليًا. يمكن للحكومات:

• تنفيذ سياسات للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري: هناك حاجة إلى سياسات وطنية ودولية لوضع أهداف لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتحفيز الانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون. على سبيل المثال، يعد اتفاق باريس اتفاقًا دوليًا تاريخيًا يهدف إلى الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري وخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• دعم برامج البحث والرصد: يمكن للحكومات توفير التمويل لبرامج أبحاث ورصد تحمض المحيطات.
• تعزيز الإدارة المستدامة لمصايد الأسماك: يمكن أن يساعد تنفيذ ممارسات الإدارة المستدامة لمصايد الأسماك في تقليل الضغط على النظم البيئية البحرية وجعلها أكثر مرونة في مواجهة تحمض المحيطات.
• تطبيق اللوائح للحد من التلوث: يمكن أن يؤدي تطبيق اللوائح للحد من التلوث من المصادر البرية إلى تحسين جودة المياه وتقليل الضغط على النظم البيئية البحرية.

الإجراءات الفردية التي يمكنك اتخاذها

بينما تتطلب معالجة تحمض المحيطات حلولاً على نطاق عالمي، يمكن للأفراد أيضًا أن يلعبوا دورًا في تقليل بصمتهم الكربونية ودعم جهود الحفاظ على البيئة البحرية. فيما يلي بعض الإجراءات التي يمكنك اتخاذها:

• قلل من بصمتك الكربونية: قلل من استهلاكك للطاقة، واستخدم وسائل النقل العام، وتناول كميات أقل من اللحوم، واشترِ المنتجات من مصادر محلية.
• ادعم خيارات المأكولات البحرية المستدامة: اختر المأكولات البحرية التي يتم حصادها أو تربيتها بشكل مستدام.
• الحد من التلوث البلاستيكي: يمكن أن يضر التلوث البلاستيكي بالحياة البحرية ويفاقم من تحمض المحيطات. قلل من استخدامك للمواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد وتخلص من النفايات البلاستيكية بشكل صحيح.
• ادعم منظمات الحفاظ على البيئة البحرية: تبرع للمنظمات التي تعمل على حماية النظم البيئية البحرية أو تطوع معها.
• ثقف نفسك والآخرين: تعلم المزيد عن تحمض المحيطات وشارك معرفتك مع الآخرين.

مستقبل محيطاتنا

يعد تحمض المحيطات تهديدًا خطيرًا للحياة والنظم البيئية البحرية، ويشكل تحديات كبيرة للمجتمعات والاقتصادات البشرية. ومع ذلك، من خلال اتخاذ إجراءات للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتعزيز الحفاظ على البيئة البحرية، وزيادة الوعي العام، يمكننا التخفيف من آثار تحمض المحيطات وحماية صحة محيطاتنا للأجيال القادمة. يعتمد مستقبل محيطاتنا على جهودنا الجماعية لمواجهة هذا التحدي العالمي.

في الختام، يعد تحمض المحيطات قضية حرجة تتطلب اهتمامًا فوريًا. من خلال فهم أسبابه وآثاره وحلوله المحتملة، يمكننا العمل معًا لحماية محيطاتنا وضمان كوكب صحي للأجيال القادمة. إنه تحد عالمي يتطلب حلولاً عالمية، وكل إجراء، مهما كان صغيراً، يساهم في مستقبل أكثر استدامة لمحيطاتنا وكوكبنا.