Comprendere l'acidificazione degli oceani: una minaccia globale

Gli oceani del mondo, che coprono oltre il 70% del nostro pianeta, svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione del clima e nel sostenere la vita. Assorbono una parte significativa dell'anidride carbonica (CO₂) rilasciata nell'atmosfera dalle attività umane. Sebbene questo assorbimento contribuisca a mitigare gli effetti del cambiamento climatico, ha un costo elevato: l'acidificazione degli oceani. Questo fenomeno, spesso soprannominato "il gemello ugualmente malvagio del cambiamento climatico", rappresenta una grave minaccia per gli ecosistemi marini e i miliardi di persone che dipendono da essi.

Che cos'è l'acidificazione degli oceani?

L'acidificazione degli oceani è la continua diminuzione del pH degli oceani della Terra, causata principalmente dall'assorbimento di anidride carbonica (CO₂) dall'atmosfera. Quando la CO₂ si dissolve nell'acqua di mare, reagisce formando acido carbonico (H₂CO₃). Questo processo aumenta la concentrazione di ioni idrogeno (H⁺), abbassando così il pH dell'oceano. Sebbene l'oceano non stia diventando letteralmente acido (il suo pH rimane superiore a 7), il termine "acidificazione" descrive accuratamente lo spostamento verso condizioni più acide.

Per dirla semplicemente: Più CO₂ nell'atmosfera → Più CO₂ assorbita dall'oceano → Aumento dell'acidità nell'oceano.

La chimica alla base dell'acidificazione degli oceani

Le reazioni chimiche coinvolte nell'acidificazione degli oceani possono essere riassunte come segue:

1. Dissoluzione di CO₂: L'anidride carbonica dall'atmosfera si dissolve nell'acqua di mare: CO_{2 (atmosfera)} ⇌ CO_{2 (acqua di mare)}
2. Formazione di acido carbonico: La CO₂ disciolta reagisce con l'acqua per formare acido carbonico: CO_{2 (acqua di mare)} + H₂O ⇌ H₂CO₃
3. Formazione di bicarbonato: L'acido carbonico si dissocia in ioni bicarbonato e ioni idrogeno: H₂CO₃ ⇌ HCO₃^- + H⁺
4. Formazione di carbonato: Gli ioni bicarbonato si dissociano ulteriormente in ioni carbonato e ioni idrogeno: HCO₃^- ⇌ CO₃^2- + H⁺

L'aumento degli ioni idrogeno (H⁺) abbassa il pH, rendendo l'oceano più acido. Inoltre, l'aumento della concentrazione di ioni idrogeno riduce la disponibilità di ioni carbonato (CO₃^2-), che sono fondamentali per gli organismi marini che costruiscono conchiglie e scheletri a partire dal carbonato di calcio (CaCO₃).

Cause dell'acidificazione degli oceani

Il motore principale dell'acidificazione degli oceani è l'aumento delle concentrazioni di CO₂ atmosferica dovuto alle attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale), la deforestazione e i processi industriali.

• Combustione di combustibili fossili: La combustione di combustibili fossili rilascia enormi quantità di CO₂ nell'atmosfera, superando la capacità naturale dell'oceano di assorbirla senza significativi cambiamenti chimici.
• Deforestazione: Le foreste agiscono come pozzi di carbonio, assorbendo CO₂ dall'atmosfera. La deforestazione riduce la capacità del pianeta di rimuovere la CO₂, portando ad un aumento delle concentrazioni atmosferiche.
• Processi industriali: Varie attività industriali, come la produzione di cemento, rilasciano anche quantità considerevoli di CO₂.
• Cambiamenti nell'uso del suolo: L'agricoltura e l'urbanizzazione possono anche contribuire all'aumento delle emissioni di CO₂.

Impatti dell'acidificazione degli oceani

L'acidificazione degli oceani ha impatti profondi e di vasta portata sugli ecosistemi marini e sui servizi che forniscono.

Impatti sugli organismi marini

L'impatto più significativo dell'acidificazione degli oceani è sugli organismi marini che si affidano al carbonato di calcio per costruire le loro conchiglie e scheletri. Questi includono:

• Crostacei: Ostriche, vongole, cozze e altri crostacei faticano a costruire e mantenere i loro gusci in acque più acide. Ciò può portare a gusci più sottili e deboli, maggiore vulnerabilità ai predatori e tassi di crescita ridotti. Negli allevamenti di acquacoltura nel Pacifico nord-occidentale (USA), ad esempio, gli allevatori di ostriche hanno subito massicce morie di larve di ostriche a causa dell'acidificazione degli oceani. Hanno dovuto implementare costosi sistemi di trattamento dell'acqua per mitigare gli effetti. Sfide simili vengono affrontate dagli allevatori di crostacei a livello globale, dall'Europa all'Asia.
• Barriere coralline: Le barriere coralline, già minacciate dal cambiamento climatico e da altri fattori di stress, sono particolarmente vulnerabili all'acidificazione degli oceani. I coralli utilizzano il carbonato di calcio per costruire i loro scheletri e l'acidificazione degli oceani rende questo processo più difficile, portando a tassi di crescita più lenti, maggiore suscettibilità all'erosione e sbiancamento dei coralli. La Grande Barriera Corallina in Australia, uno dei più grandi sistemi di barriere coralline del mondo, sta subendo un significativo degrado a causa dell'acidificazione degli oceani e del riscaldamento delle acque. Ciò minaccia la biodiversità e l'industria del turismo che si basa sulla barriera corallina.
• Plancton: Anche alcuni tipi di plancton, la base della catena alimentare marina, costruiscono gusci a partire dal carbonato di calcio. L'acidificazione degli oceani può influire sulla loro crescita, riproduzione e sopravvivenza, con effetti a cascata su tutto l'ecosistema. Ad esempio, studi nell'Oceano Artico hanno dimostrato che l'acidificazione degli oceani sta influendo sulla capacità di alcune specie di plancton di formare i loro gusci, potenzialmente interrompendo l'intera rete alimentare artica.
• Pesci: Sebbene i pesci non costruiscano gusci, l'acidificazione degli oceani può comunque influire su di loro. Può compromettere la loro capacità di rilevare i predatori, trovare cibo e riprodursi. La ricerca sui pesci pagliaccio, ad esempio, ha dimostrato che l'acidificazione degli oceani può interrompere il loro senso dell'olfatto, rendendoli più vulnerabili ai predatori.

Impatti a livello di ecosistema

Gli impatti sulle singole specie possono ripercuotersi su interi ecosistemi marini, portando a:

• Interruzioni della rete alimentare: I cambiamenti nell'abbondanza di plancton e nella composizione delle specie possono interrompere l'intera rete alimentare marina, influenzando le popolazioni di pesci, i mammiferi marini e gli uccelli marini.
• Perdita di habitat: Il declino delle barriere coralline porta alla perdita di habitat per innumerevoli specie marine, riducendo la biodiversità e la resilienza dell'ecosistema.
• Cambiamenti nella distribuzione delle specie: Al variare delle condizioni oceaniche, alcune specie potrebbero essere costrette a migrare verso habitat più adatti, alterando i modelli di distribuzione delle specie e portando potenzialmente a competizione e conflitto.

Impatti socioeconomici

L'acidificazione degli oceani ha anche significative conseguenze socioeconomiche:

• Pesca: Il declino delle popolazioni di pesci e degli stock di crostacei può avere un impatto negativo sulla pesca, influenzando la sicurezza alimentare e i mezzi di sussistenza di milioni di persone in tutto il mondo. Ad esempio, le comunità nel sud-est asiatico che fanno molto affidamento sulla pesca sono particolarmente vulnerabili agli impatti dell'acidificazione degli oceani.
• Acquacoltura: L'acidificazione degli oceani rappresenta una grave minaccia per l'acquacoltura, in particolare per l'allevamento di crostacei, portando potenzialmente a perdite economiche e perdite di posti di lavoro.
• Turismo: Il degrado delle barriere coralline e di altri ecosistemi marini può avere un impatto negativo sul turismo, in particolare nelle regioni costiere che si basano su immersioni, snorkeling e altre attività basate sul mare. Le Maldive, ad esempio, fanno molto affidamento sul turismo incentrato sulle sue barriere coralline, il che la rende altamente vulnerabile agli impatti dell'acidificazione degli oceani.
• Protezione costiera: Le barriere coralline e i banchi di crostacei sani forniscono una protezione costiera naturale attenuando l'energia delle onde e riducendo l'erosione. Il loro declino aumenta la vulnerabilità delle comunità costiere alle tempeste e all'innalzamento del livello del mare.

Misurare l'acidificazione degli oceani

Gli scienziati utilizzano vari metodi per monitorare l'acidificazione degli oceani, tra cui:

• Misurazioni del pH: Misurazione diretta del pH utilizzando sensori elettronici e indicatori chimici.
• Misurazioni di CO₂: Misurazione della concentrazione di CO₂ disciolta nell'acqua di mare.
• Misurazioni dell'alcalinità: Misurazione della capacità tampone dell'oceano, la sua capacità di resistere ai cambiamenti di pH.
• Dati satellitari: Utilizzo del telerilevamento satellitare per monitorare il colore dell'oceano e le concentrazioni di CO₂ superficiale.
• Osservatori oceanici: Distribuzione di osservatori oceanici a lungo termine dotati di sensori per monitorare vari parametri oceanici, tra cui pH, CO₂ e temperatura.

Queste misurazioni sono fondamentali per monitorare i progressi dell'acidificazione degli oceani, comprendere i suoi impatti e valutare l'efficacia delle strategie di mitigazione. Iniziative globali come il Global Ocean Acidification Observing Network (GOA-ON) facilitano la collaborazione internazionale nel monitoraggio e nella ricerca sull'acidificazione degli oceani.

Soluzioni all'acidificazione degli oceani

Affrontare l'acidificazione degli oceani richiede un approccio multiforme che include la riduzione delle emissioni di CO₂, il ripristino degli ecosistemi marini e lo sviluppo di strategie di adattamento.

Ridurre le emissioni di CO₂

Il modo più efficace per combattere l'acidificazione degli oceani è ridurre le emissioni di CO₂ derivanti dalle attività umane. Ciò richiede uno sforzo globale per:

• Transizione verso l'energia rinnovabile: Passare dai combustibili fossili a fonti di energia rinnovabile come l'energia solare, eolica e idroelettrica. L'Energiewende (transizione energetica) tedesca è un esempio di uno sforzo nazionale per passare all'energia rinnovabile.
• Migliorare l'efficienza energetica: Ridurre il consumo di energia attraverso una migliore progettazione degli edifici, sistemi di trasporto e processi industriali.
• Ridurre la deforestazione: Proteggere e ripristinare le foreste per migliorare il sequestro del carbonio. Paesi come la Costa Rica hanno compiuto progressi significativi negli sforzi di riforestazione.
• Agricoltura sostenibile: Implementare pratiche agricole sostenibili che riducano le emissioni e migliorino il sequestro del carbonio nei suoli.
• Cattura e stoccaggio del carbonio: Sviluppare e implementare tecnologie per catturare la CO₂ da fonti industriali e immagazzinarla sottoterra o in altri luoghi di stoccaggio a lungo termine.

Accordi internazionali come l'accordo di Parigi mirano a limitare il riscaldamento globale e a ridurre le emissioni di CO₂, ma sono necessari impegni più forti e azioni più ambiziose.

Ripristinare gli ecosistemi marini

Ripristinare e proteggere gli ecosistemi marini può migliorare la loro resilienza all'acidificazione degli oceani e ad altri fattori di stress.

• Ripristino delle barriere coralline: Implementare progetti di ripristino delle barriere coralline, come il giardinaggio dei coralli e la stabilizzazione delle barriere coralline, per aiutare le barriere coralline danneggiate a riprendersi. Vari progetti in tutto il mondo, anche nei Caraibi e nel sud-est asiatico, sono attivamente coinvolti nel ripristino delle barriere coralline.
• Ripristino delle praterie marine: Ripristinare le praterie marine, che possono assorbire CO₂ dall'acqua e fornire habitat per la vita marina. Progetti di ripristino delle praterie marine sono in corso in varie località, tra cui la Chesapeake Bay negli Stati Uniti e nelle zone costiere dell'Australia.
• Ripristino delle barriere di ostriche: Ripristinare le barriere di ostriche, che possono filtrare l'acqua, fornire habitat e proteggere dall'energia delle onde. La Chesapeake Bay Foundation è attivamente coinvolta nel ripristino delle barriere di ostriche nella Chesapeake Bay.
• Aree marine protette: Istituire aree marine protette per proteggere habitat e biodiversità critici. Paesi di tutto il mondo hanno istituito aree marine protette, che vanno dalle piccole riserve costiere ai grandi santuari oceanici.

Sviluppare strategie di adattamento

Sebbene la mitigazione sia fondamentale, sono necessarie anche strategie di adattamento per aiutare gli organismi marini e le comunità umane a far fronte agli impatti dell'acidificazione degli oceani.

• Allevamento selettivo: Allevare crostacei e altri organismi marini più resistenti all'acidificazione degli oceani. I ricercatori stanno lavorando all'allevamento di ostriche più resilienti, ad esempio, di fronte alle sfide dell'acidificazione degli oceani.
• Gestione della qualità dell'acqua: Implementare pratiche di gestione della qualità dell'acqua per ridurre l'inquinamento e il deflusso di nutrienti, che possono esacerbare l'acidificazione degli oceani.
• Innovazioni nell'acquacoltura: Sviluppare tecniche di acquacoltura innovative che possano mitigare gli impatti dell'acidificazione degli oceani, come l'utilizzo di agenti tampone per aumentare il pH dell'acqua di mare.
• Pianificazione costiera: Implementare politiche di pianificazione costiera che tengano conto degli impatti dell'acidificazione degli oceani e dell'innalzamento del livello del mare.
• Diversificazione dei mezzi di sussistenza: Aiutare le comunità che fanno affidamento sulla pesca e sull'acquacoltura a diversificare i propri mezzi di sussistenza per ridurre la loro vulnerabilità agli impatti dell'acidificazione degli oceani.

Il ruolo degli individui

Sebbene l'acidificazione degli oceani sia un problema globale che richiede la cooperazione internazionale, anche gli individui possono svolgere un ruolo nell'affrontare questa sfida.

• Riduci la tua impronta di carbonio: Adotta misure per ridurre la tua impronta di carbonio conservando energia, utilizzando i mezzi pubblici, mangiando meno carne e sostenendo le imprese sostenibili.
• Sostieni il pesce sostenibile: Scegli opzioni di pesce sostenibile che vengono raccolte in modo ecologicamente responsabile.
• Informa te stesso e gli altri: Scopri di più sull'acidificazione degli oceani e condividi le tue conoscenze con gli altri.
• Sostieni le organizzazioni che lavorano per combattere l'acidificazione degli oceani: Dona o fai volontariato con organizzazioni che stanno lavorando per affrontare l'acidificazione degli oceani e proteggere gli ecosistemi marini.
• Sostieni i cambiamenti politici: Contatta i tuoi funzionari eletti ed esortali a sostenere politiche che riducano le emissioni di CO₂ e proteggano i nostri oceani.

Conclusione

L'acidificazione degli oceani è una minaccia seria e crescente per gli ecosistemi marini e i miliardi di persone che dipendono da essi. Comprendendo le cause, gli impatti e le soluzioni all'acidificazione degli oceani, possiamo agire per proteggere i nostri oceani e garantire un futuro sostenibile per tutti. Il momento di agire è adesso. Dobbiamo lavorare insieme, come individui, comunità e nazioni, per ridurre le emissioni di CO₂, ripristinare gli ecosistemi marini e sviluppare strategie di adattamento. La salute dei nostri oceani e il benessere del nostro pianeta dipendono da questo.

Ulteriori letture

• Programma NOAA sull'acidificazione degli oceani
• EPA Acidificazione degli oceani
• Rapporto speciale dell'IPCC sull'oceano e la criosfera in un clima che cambia