Een van de grootste bondgenoten van de aarde in de strijd tegen de opwarming van de aarde zijn de oceanen van de wereld. Sinds de industriële revolutie, de verbranding van fossiele brandstoffen heeft geleid tot kooldioxide, het dominante broeikasgas, in de atmosfeer terecht te komen. Ongeveer 25% van die koolstofdioxide wordt elk jaar door de oceanen van de wereld uit de atmosfeer gehaald - zonder welke, de atmosfeer van de aarde zou een hogere concentratie aan broeikasgassen en een hogere temperatuur hebben.

Terwijl hij aan het antropogene trekt, of door de mens gemaakt, koolstofdioxide uit de atmosfeer is goed voor het systeem van de aarde, het leidt tot problemen voor de oceanen van de wereld, omdat opgeloste koolstofdioxide koolzuur wordt en leidt tot verzuring van de oceaan, het veranderen van de chemie van de oceanen van de wereld en het beïnvloeden van enkele van de levensvormen erin. Vooral, de organismen die calcium gebruiken om hun carbonaatskelet te bouwen, zoals koralen of weekdieren, zullen het moeilijker hebben onder verzuurde omstandigheden.

Om de oorzaken van oceaanverzuring aan beide kusten van Noord-Amerika te helpen bepalen, Professor Wei-Jun Cai van de Universiteit van Delaware werkte samen met wetenschappers van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), evenals professoren en professionals van tal van onderzoeksinstituten, om een ​​diepgaand onderzoek uit te voeren naar de opname van kooldioxide en de verzuring van de oceaan in de kustoceanen van Noord-Amerika.

Terwijl oceaanverzuring in Noord-Amerika is bestudeerd in kleinere, specifieke gebieden eerder, dit is de eerste keer dat onderzoekers gegevens van de oostkust met elkaar vergelijken, westkust en de Golf van Mexico locaties.

Door dit werk, onderzoekers konden de overeenkomsten en verschillen van oceaanverzuring aan beide kusten identificeren, en wijzen op hotspots die in de toekomst bijzonder kwetsbaar zullen zijn voor verzuring van de oceaan. De resultaten van dat onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Noord-Amerikaanse kusten

Cai zei dat om verzuring van de oceaan adequaat te kunnen onderzoeken, het werk kan niet worden gedaan door slechts een paar mensen uit één regio of zelfs maar één land. Bij deze studie waren onderzoekers in de Verenigde Staten betrokken, Mexico en Canada.

"In Noord-Amerika, evenals wereldwijd, we proberen zoveel mogelijk landen erbij te betrekken, " zei Cai, de Maria A.S. Lighthipe Professor in de School of Marine Science and Policy in UD's College of Earth, Oceaan en milieu.

Voor dit specifieke project het doel was om hun bevindingen te synthetiseren om te laten zien hoe oceaanverzuring in het algemeen werkt voor kustoceanen in Noord-Amerika en hoe deze interageren met de meer gelokaliseerde fysieke en biologische processen.

"Zeeverzuring is overal, maar dit document laat in feite zien dat, afhankelijk van de locatie, het kan zich heel anders manifesteren, ' zei Cai.

Bemonstering van dezelfde breedtegraden aan de oost- en westkust, evenals de Golf van Mexico, tijdens verschillende onderzoekscruises, lieten de onderzoekers verschillende patronen zien voor de oostkust en de westkust van Noord-Amerika.

Het bijna evenwicht van oceaanwater met de atmosferische koolstofdioxide regelt het grote patroon van oceaanverzuring aan de oostkust en de Golf van Mexico, terwijl aan de westkust, de verzuring van de oceaan wordt versterkt door een extra proces dat bekend staat als opwelling.

In de oceaanwateren van de oostkust, het noordelijke Golfstroomstroomsysteem brengt warme, wateren met een hoog zoutgehalte uit de tropen, terwijl de zuidelijke Labradorstroom koude, zoutarme wateren uit de Arctische en subarctische gebieden.

De noordelijke wateren aan de oostkust zijn bijzonder gevoelig voor de opname van kooldioxide in de atmosfeer, omdat de koudere oceaantemperatuur de oceaan in staat stelt meer koolstofdioxide uit de atmosfeer op te nemen.

Stijgende kooldioxidegehaltes verstoren de balans van carbonaationen in zeewater, waardoor het voor sommige organismen moeilijk wordt, die schelpen hebben die zijn samengesteld uit het mineraal calciumcarbonaat, om hun schelpen te vormen. Veel van de aangetaste organismen zijn van cruciaal belang voor de gezondheid van ecosystemen.

"De noordoostelijke en westelijke kustgemeenschappen zijn zich zeer bewust van de mogelijke schade die oceaanverzuring hun regio kan brengen, omdat de mariene organismen eerder kwetsbaarder worden in de noordelijke wateren, ' zei Cai.

In de warmere zuidelijke wateren van de oostkust, de onderzoekers observeerden lagere niveaus van opgeloste anorganische koolstof en een hogere minerale verzadigingstoestand, wat betekent dat de zuurgraad hier lager is in vergelijking met de noordelijke wateren.

Aan de West-kust, een deel van de oceaan wordt beïnvloed door het California Current System (CCS), die zich uitstrekt van de grens met de Verenigde Staten en Canada tot aan Baja California. De CCS wordt gekenmerkt door sterke, koude stromingen, en door de wind aangedreven opwelling-evenementen.

Opwelling brengt kouder, voedingsrijke ondergrondse wateren naar het oppervlak van de oceaan om oppervlaktewater te vervangen dat door de wind is weggeduwd. "Het water uit de ondergrond heeft een lage pH en een hoog koolstofdioxidegehalte, die stress veroorzaakt in het biologische systeem, "Zei co-auteur Richard Feely van NOAA's Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL). "Dus de combinatie van de opname van antropogene koolstofdioxide uit de atmosfeer en de opwelling van CO ₂ -rijk water met een lage pH van onderaf leidt tot verhoogde verzuring in deze regio." Dit onderzoek was de eerste keer dat de twee kusten naast elkaar werden vergeleken om hun grotere kenmerken te verklaren.

"We hebben geprobeerd de gemeenschap met name de schelpdiergemeenschap of de belanghebbenden die zich bekommeren om de grootschalige oceaanverzuring, het gevoel dat zowel de noordelijke wateren als bij deze opwellende centra het meest kwetsbaar zijn voor atmosferische CO ₂ neemt toe, ' zei Cai.

Punten van zorg zijn onder meer de CCS en de kustgebieden op de noordelijke breedtegraad, zoals de Golf van Maine in de Atlantische Oceaan en de Golf van Alaska in de Stille Oceaan, omdat ze bijzonder gevoelig en kwetsbaar zijn voor antropogene kooldioxide-forcering.

De onderzoekscruises vonden plaats tussen 2007 en 2018 - toekomstige cruises zijn gepland voor de zomer van 2020, 2021 en 2022 - en de onderzoekers zouden 35 tot 40 dagen per keer op het water zijn.

Cai zei dat deze gegevensverzameling niet mogelijk zou zijn geweest zonder het grote aantal internationale medewerkers. Hij hoopt dat door al deze gegevens bij elkaar te brengen, het kan worden gebruikt voor toekomstig onderzoek naar oceaanverzuring. Cai wil deze analyse ook uitbreiden naar wereldwijde schaal.

"De verschillende regionale samenwerkings- en synthese-inspanningen om gegevens samen te stellen, zijn erg belangrijk, " zei Cai. "We hebben meer van dit soort synthesewerk nodig om ons te leren hoe deze verschillende processen gebieden creëren met een hoge en lage kwetsbaarheid van het zeeleven voor oceaanverzuring."