stijgende antropogene, of door mensen veroorzaakt, koolstofdioxide in de atmosfeer kan tot twee keer zoveel impact hebben op kustestuaria als in de oceanen, omdat de door de mens veroorzaakte CO2 het vermogen van het ecosysteem om natuurlijke fluctuaties van het broeikasgas op te vangen, vermindert, suggereert een nieuwe studie.

Onderzoekers van het U.S. Environmental Protection Agency en de Oregon State University ontdekten dat er een significante dagelijkse variabiliteit was als het gaat om schadelijke indices van CO2 voor veel mariene organismen in estuaria. 's Nachts, bijvoorbeeld, water in het estuarium had meer koolstofdioxide, lagere pH-waarden, en een lagere verzadigingstoestand van de collectieve "uitademing" van het ecosysteem.

Deze schadelijke nachtelijke omstandigheden veranderen ongeveer twee keer zo snel als het dagelijkse gemiddelde, zeggen de onderzoekers, wat betekent de negatieve effecten op schaalbouwende dieren, inclusief oesters, mosselen en mosselen, kan zich sneller manifesteren dan verwacht door simpelweg het dagelijkse gemiddelde te observeren.

De resultaten van het onderzoek worden op 2 april gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences . De studie werd gefinancierd en geleid door het EPA's Office of Research and Development and Region 10, via een Regionale Toegepast Onderzoek Inspanning subsidie. Het project werd gecoördineerd door Stephen Pacella, een EPA-wetenschapper die ook een doctoraatsstudent is aan OSU's College of Earth, Oceaan, en Atmosferische Wetenschappen.

"In deze omgevingen die worden gedomineerd door mariene planten, fotosynthese en ademhaling veroorzaken grote verschillen in CO2-concentraties en de toevoeging van antropogene koolstof maakt deze verschillen van dag tot nacht nog groter dan ze zouden zijn zonder die extra koolstof, " zei George Waldbusser, een mariene ecoloog van de staat Oregon en co-auteur van de studie, die fungeert als Pacella's Ph.D. adviseur.

"De voortdurende toevoeging van CO2 aan deze wateren leidt ertoe dat de slechtste omstandigheden twee keer zo snel veranderen als gevolg van het verlies van het vermogen van het systeem om zichzelf te bufferen, ' zei Waldbusser.

Dit is een van de eerste studies die de dynamiek van een estuariene carbonaatsysteem op zo'n fijne tijdschaal analyseert. Pacella's onderzoek richtte zich op een onderwaterhabitat van zeegras in Puget Sound in de staat Washington, die varieerde van één tot vier meter diep. Hij bracht tweeënhalve maand door met het observeren van de inheemse zeegrashabitat, wat gebruikelijk is voor Puget Sound.

De onderzoekers zeggen dat hoewel de studie zich richtte op een habitat in Puget Sound, de resultaten bieden een belangrijk kader voor het evalueren van andere zeegras- en estuariene habitats die doorgaans een lagere inherente buffercapaciteit en grote natuurlijke variaties in de chemie hebben.

Pacella, wie was hoofdauteur van het onderzoek, gebruikte de gedetailleerde gegevens die hij verzamelde om een ​​model te maken om het dagelijkse carbonaatchemieweer tijdens het droge zomerseizoen tot het jaar 1765 te schatten, en ook geprojecteerde omstandigheden voor 2100 die de hoeveelheid antropogene koolstof in het systeem veranderen.

Zijn metingen en model laten zien dat zeegrassen overdag CO2 lager maken, en 's nachts hoger, vergeleken met een systeem zonder zeegras. Het model voorspelt echter dat in 2060 de atmosferische CO2-niveaus hoog genoeg zullen zijn dat schadelijke nachtelijke hoge CO2-niveaus zelfs vaker zouden voorkomen als het zeegras er niet was. Dus, momenteel zijn er relatief vaker hoge CO2-tijden vanwege het zeegras, maar na 2060 zijn er relatief minder hoge CO2-tijden met zeegras dan zonder zeegras.

"Er is een enorme interesse in het gebruik van mariene planten om lokaal overtollig CO2 in kustwateren te verminderen ten voordele van andere gevoelige mariene soorten, zoals oesters, "Zei Waldbusser. "Steve's zeer mooie werk over dit onderwerp is een van de eerste in gematigde estuaria om het potentieel voor deze beperking aan te tonen, terwijl we erop wijzen dat de echte voordelen misschien nog een paar decennia weg zijn."

Echter, de onderzoekers wijzen erop dat zeegras holistisch moet worden bekeken, niet alleen door een koolstofbudgetlens, omdat het ook ecologische voordelen biedt, waaronder habitat voor mariene organismen.

Waldbusser heeft deze veranderende dagelijkse CO2-omstandigheden "carbonaatweer" genoemd omdat veranderingen in de chemie zo dramatisch zijn, afhankelijk van het tijdstip van de dag - net zoals het verschil en de interactie tussen weer en klimaat.

"Organismen, inclusief ons, ervaar het weer - en het klimaat is wat veranderingen in het weer veroorzaakt, "zei Waldbusser. "Echter, we kunnen de geleidelijke verandering in de mondiale temperatuur niet echt 'voelen'. Wij doen, Hoewel, extreme weersomstandigheden of overstromingen meemaken, die naar verwachting erger zullen worden als gevolg van de geleidelijke stijging van de zeespiegel.

"In dit geval, de geschiedenis van de carbonaatchemie verandert sneller dan we hadden verwacht. Net als bij de stijging van de zeespiegel, de afgestudeerde toename wordt belangrijker tijdens evenementen die die anders natuurlijk voorkomende cycli versterken."

De onderzoekers zeggen dat ze nog steeds bezig zijn om beter te begrijpen hoe deze gebeurtenissen - versus veranderingen in gemiddelde omstandigheden - de gezondheid op lange termijn beïnvloeden van soorten die gevoelig zijn voor oceaanverzuring. Er zijn ook implicaties voor de manier waarop waterkwaliteitscriteria worden vastgesteld.

"Indien, zoals we geneigd zijn te geloven, extreme gebeurtenissen zijn belangrijk voor mariene organismen, het onderzoek suggereert dat er meer werk nodig is om waterkwaliteitscriteria te definiëren die dagelijkse veranderingen in de hoogte- en dieptepunten van CO2 omvatten in plaats van alleen gebruik te maken van gemiddelde dagelijkse of jaarlijkse omstandigheden, ' zei Waldbusser.