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La acidificación oceánica y sus efectos


Figura 4: Una concha de molusco se disuelve en condiciones de acidez. La concha se disuelve casi por completo después de 45 días cuando se coloca en agua de mar con los niveles de pH y carbonato proyectados por los modelos para el año 2100. Fuente: © David Liittschwager/National Geographic Creative.

Fuente: Union of Concerned Scientifics y Coast adapt - enero de 2019

La acidificación del océano está ocurriendo ahora a un ritmo más rápido que en los últimos 66 millones de años, quizás 300 millones


El océano ha absorbido alrededor del 29% de las emisiones globales de CO2 desde el final de la era preindustrial. En la última década (de 2008 a 2017), hemos arrojado a la atmósfera unas 40 gigatoneladas de emisiones de gases que atrapan el calor cada año por la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso de la tierra, ¡o el equivalente a 252 millones de ballenas azules! Toda esta contaminación de carbono está cambiando la química del océano, disminuyendo su capacidad de absorber CO2, haciéndolo más ácido y dañando los mariscos y otra vida marina de la que dependemos.


¿Qué es la acidificación del océano?

Cuando el dióxido de carbono entra en el océano, se disuelve en agua salada. Primero, forma ácido carbónico. Luego, este ácido carbónico se rompe, o se "disocia", produciendo iones de bicarbonato e iones de hidrógeno. La acidificación del océano resulta de una mayor concentración de iones de hidrógeno y una reducción de los iones de carbonato debido a la absorción de mayores cantidades de CO2. Almejas, mejillones, cangrejos, corales y otra vida marina dependen de los iones de carbonato para hacer crecer sus conchas y prosperar.


La acidez es una medida (en unidades de pH) de la concentración de iones de hidrógeno en una solución, en este caso, el agua del océano.

Durante millones de años, el intercambio de CO2 entre la superficie del océano y la atmósfera permaneció constante. En los últimos 150 años, los seres humanos han incrementado enormemente la cantidad de CO2 en la atmósfera mediante la quema de combustibles fósiles y el cambio de las prácticas de uso de la tierra. Como resultado, el océano ha absorbido alrededor del 29 por ciento de este carbono adicional.


Este CO2 adicional ha tenido efectos significativos en el océano. Las aguas superficiales son ahora un 30 por ciento más ácidas de lo que eran al comienzo de la era industrial. La acidificación del océano está ocurriendo ahora a un ritmo más rápido que en cualquier otro momento en los últimos 66 millones de años, y posiblemente en los últimos 300 millones de años. Y las proyecciones muestran que para finales de este siglo, las aguas superficiales del océano podrían ser más del doble de ácidas de lo que eran a finales del siglo pasado si no reducimos nuestras emisiones de carbono.




Las concentraciones de CO2 provocan el aumento de las temperaturas y la acidificación

El aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera está elevando las temperaturas de la superficie del océano y causando su acidificación. Aunque el calentamiento y la acidificación son fenómenos diferentes, interactúan en detrimento de los ecosistemas marinos. Estos cambios en el océano no se producen a la misma velocidad en todas partes: hay diferencias significativas entre los gradientes de temperatura, latitud y profundidad.


La velocidad a la que el agua absorbe CO2 disminuye a medida que aumenta la temperatura del agua. Esto significa que las regiones polares como Alaska, donde el agua del océano es relativamente fría, pueden absorber más CO2 que los trópicos más cálidos. Como resultado, las aguas superficiales polares generalmente se están acidificando más rápidamente que las de otras latitudes, y en promedio, las regiones más cálidas del océano están liberando CO2 a la atmósfera en lugar de absorberlo.



Las diferencias regionales en la acidificación oceánica también pueden explicarse parcialmente por los efectos de los patrones de circulación oceánica. Debido a los patrones de viento predominantes y a otros fenómenos naturales, el océano levanta aguas profundas ricas en nutrientes y más ácidas o corrosivas. En condiciones naturales, una inyección de aguas profundas ricas en nutrientes, frías y corrosivas en las capas superiores es beneficiosa para los ecosistemas costeros. Pero en las regiones con aguas acidificadas, una inyección de aguas profundas más frías (que también tienden a ser más ácidas) amplifica los efectos de la acidificación existente.


En otras regiones, generalmente los trópicos, el aumento de las temperaturas en las aguas superficiales está ralentizando el intercambio de carbono entre las aguas profundas y las superficiales. Aquí el viento juega un papel clave: mezcla las aguas superiores y las más profundas y lleva las aguas saturadas de CO2 a zonas más profundas del océano. Con el aumento de las temperaturas superficiales, es más difícil para los vientos mezclar estas capas, que se vuelven cada vez más estratificadas, lo que significa que se asientan una encima de la otra. En consecuencia, en lugares con aguas más cálidas, las capas superiores se están saturando más de CO2 y no pueden absorber más, y las capas inferiores tienen menos oxígeno (conocido como desoxigenación).



Cuadro 1: ¿Qué es el pH?

La acidificación oceánica se expresa a menudo en términos del pH del agua de mar. El pH es una medida de la acidez o la alcalinidad. Un pH por debajo de 7 se considera ácido, y un pH superior a 7 se considera alcalino o básico.


El pH medio del agua de mar es actualmente de 8,1. La escala del pH es logarítmica, por lo que un cambio de un punto en la escala significa un cambio de diez veces en la concentración.



¿Cuáles son los cambios observados?

Desde alrededor de 1850, los océanos han absorbido entre un tercio y la mitad del CO2 emitido a la atmósfera. Como resultado, el pH medio de las aguas superficiales de los océanos ha disminuido en unas 0,1 unidades, de 8,2 a 8,1 (Figura 2). Esto corresponde a un aumento del 26% en la acidez del océano, una tasa de cambio aproximadamente 10 veces más rápida que en cualquier otro momento de los últimos 55 millones de años.



¿Qué podemos esperar en el futuro?

El grado de la futura acidificación del océano estará muy estrechamente relacionado con los futuros aumentos del CO2 atmosférico. Si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan como hasta ahora (trayectoria RCP8.5, ver Causas del cambio climático), el agua de mar podría aumentar su acidez en 0,4 unidades (ver Cuadro 1) para finales de siglo.



¿Cuáles son los efectos de la acidificación de los océanos en los organismos y ecosistemas marinos?

La acidificación oceánica reduce la cantidad de carbonato, un elemento clave en el agua de mar. Esto dificulta que los organismos marinos, como el coral y parte del plancton, formen sus conchas y esqueletos, y las conchas existentes pueden empezar a disolverse.


El pH actual del agua de mar es muy variable, y un solo organismo puede hacer frente a las fluctuaciones de los diferentes niveles de pH durante su vida. El problema de la acidificación del océano es la naturaleza sostenida del cambio, ya que el riesgo proviene de la exposición durante toda la vida a niveles de pH más bajos. El rápido ritmo de la acidificación influirá en la medida en que los organismos calcificadores sean capaces de adaptarse.


Los impactos de la acidificación oceánica no son uniformes en todas las especies. Algunas algas y pastos marinos pueden beneficiarse de las mayores concentraciones de CO2 en el océano, ya que pueden aumentar sus tasas de fotosíntesis y crecimiento. Sin embargo, un entorno más ácido dañará a otras especies marinas como los moluscos, los corales y algunas variedades de plancton (Figura 4). Las conchas y los esqueletos de estos animales pueden volverse menos densos o fuertes. En el caso de los arrecifes de coral esto puede hacerlos más vulnerables a los daños de las tormentas y disminuir la tasa de recuperación.




Los organismos marinos también podrían experimentar cambios en el crecimiento, desarrollo, abundancia y supervivencia en respuesta a la acidificación del océano (Figura 5). La mayoría de las especies parecen ser más vulnerables en sus primeras etapas de vida. Los peces jóvenes, por ejemplo, pueden tener problemas para localizar un hábitat adecuado para vivir.


A pesar de las diferentes respuestas dentro de los grupos marinos y entre ellos, positivas o negativas, las investigaciones sugieren que la acidificación oceánica será un motor de cambios sustanciales en los ecosistemas oceánicos durante este siglo. Estos cambios pueden verse agravados por el efecto combinado con otros peligros emergentes relacionados con el clima, como la disminución de los niveles de oxígeno oceánico -una condición conocida como desoxigenación oceánica- que ya está afectando a la vida marina en algunas regiones (Long et al. 2016).





¿Cuáles son los efectos en las sociedades humanas?

Los cambios en los ecosistemas marinos tendrán consecuencias para las sociedades humanas, que dependen de los bienes y servicios que estos ecosistemas proporcionan. Las consecuencias para la sociedad podrían incluir una disminución sustancial de los ingresos, la pérdida de empleo y medios de subsistencia y otros costos económicos indirectos.


Se prevén repercusiones socioeconómicas asociadas a la disminución de los siguientes servicios de los ecosistemas:


  • Alimentos: La acidificación de los océanos puede afectar a la seguridad alimentaria. Las especies marinas de importancia comercial y ecológica se verán afectadas, aunque es posible que respondan de diferentes maneras. Los moluscos como las ostras y los mejillones se encuentran entre los grupos más sensibles. Para 2100, los costes anuales globales de la pérdida de moluscos por acidificación oceánica podrían superar los 100.000 millones de dólares para una vía de emisiones de CO2 sin cambios (RCP8.5).

  • Protección costera: Los ecosistemas marinos como los arrecifes de coral protegen las costas de la acción destructiva de las mareas de tempestad y los ciclones, dando cobijo a la única tierra habitable de varias naciones insulares. Esta función protectora de los arrecifes evita la pérdida de vidas, los daños a la propiedad y la erosión, y ha sido valorada en 9.000 millones de dólares al año.

  • El turismo: Esta industria podría verse gravemente afectada por los impactos de la acidificación del océano en los ecosistemas marinos (por ejemplo, los arrecifes de coral). En Australia, el Parque Marino de la Gran Barrera de Coral atrae alrededor de 1,9 millones de visitas cada año y genera más de 5.400 millones de dólares australianos para la economía del país.

  • Almacenamiento de carbono y regulación del clima: La capacidad del océano para absorber CO2 disminuye a medida que aumenta la acidificación del océano. Los océanos más ácidos son menos eficaces para moderar el cambio climático.



La forma más eficaz de limitar la acidificación oceánica es actuar sobre el cambio climático, implementando soluciones para reducir drásticamente el uso de combustibles fósiles. Si reducimos drásticamente nuestras emisiones de calentamiento global, y limitamos el calentamiento futuro, podemos reducir significativamente el daño a los ecosistemas marinos.


Los tribunales están empezando a considerar la posibilidad de responsabilizar a los productores de combustibles fósiles por los daños que sabían que sus productos estaban causando porque eligieron informar mal a los inversores y al público sobre esos riesgos en lugar de actuar para mitigarlos. Al argumentar la responsabilidad de estas empresas, Henry Shue, profesor de política y relaciones internacionales de la Universidad de Oxford, sostiene que "las empresas violaron a sabiendas el principio moral más básico de 'no hacer daño', y ahora deben remediar el daño que causaron pagando los daños y su proporción de los costos de adaptación".


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