Oceanen spelen een cruciale rol bij het afvoeren van de hitte uit klimaatverandering, maar tegen een prijs. Nieuw onderzoek, ondersteund door ESA en het gebruik van verschillende satellietmetingen van verschillende aspecten van zeewater, samen met metingen van schepen, heeft onthuld hoe ons oceaanwater de afgelopen drie decennia zuurder is geworden - en dit heeft een nadelig effect op het leven in zee.

Oceanen nemen niet alleen ongeveer 90% van de extra warmte in de atmosfeer op die wordt veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen door menselijke activiteiten, zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, maar onttrekken ook ongeveer 30% van de koolstofdioxide die we in de atmosfeer pompen. Hoewel dit klinkt als een goede zaak, deze processen maken zeewater zuurder.

Dalende pH van het zeewater, of oceaanverzuring, leidt tot een vermindering van de carbonaationen die verkalkende organismen, zoals schelpdieren en koralen, hun harde omhulsel moeten bouwen en onderhouden, skeletten en andere calciumcarbonaatstructuren. Als de pH van het zeewater te laag wordt, schelpen en skeletten kunnen zelfs beginnen op te lossen.

Hoewel dit ernstige gevolgen heeft voor sommige vormen van zeeleven, er zijn mogelijke schadelijke domino-effecten voor het mariene ecosysteem als geheel. Bijvoorbeeld, de pteropod, of zeevlinder, wordt beïnvloed door verzuring van de oceaan, omdat de verandering in de pH van het zeewater hun schelpen kan oplossen. Het zijn misschien maar kleine zeeslakken, maar ze zijn belangrijk voedsel voor organismen, variërend van kleine krill tot enorme walvissen.

Er zijn ook andere verstrekkende gevolgen voor ons allemaal, omdat de gezondheid van onze oceanen ook belangrijk is voor het reguleren van het klimaat, en essentieel voor aquacultuur en voedselzekerheid, toerisme, en meer.

Het kunnen volgen van veranderingen in oceaanverzuring is daarom belangrijk voor klimaat- en milieubeleidsvorming, en voor het begrijpen van de implicaties voor het leven in zee.

Metingen van de pH van zeewater kunnen worden gedaan vanaf schepen, maar deze metingen zijn schaars en moeilijk te gebruiken om verandering te controleren. Echter, variaties in de chemie van mariene carbonaat hebben de neiging nauw verband te houden met variaties in temperatuur, zoutgehalte, chlorofylconcentratie en andere variabelen, waarvan vele kunnen worden gemeten door satellieten met een bijna wereldwijde dekking.

Een onlangs gepubliceerd artikel in Earth System Science Data beschrijft hoe wetenschappers die in het OceanSODA-project werkten, metingen van schepen en satellieten gebruikten om te laten zien hoe oceaanwater de afgelopen drie decennia zuurder is geworden.

Lucas Gregor, van ETH Zürich's Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics en co-auteur van het artikel, uitgelegd, "We gebruikten zowel in-situ- als satellietmetingen van de temperatuur van het zeeoppervlak, zoutgehalte en chlorofyl om veranderingen in de oppervlakte-oceanische alkaliteit en kooldioxideconcentraties af te leiden, waaruit de pH- en calciumcarbonaatverzadigingstoestand en andere eigenschappen van oceaanverzuring kunnen worden berekend.

"Om de complexe relatie tussen veranderingen in deze variabelen en oceanische koolstof vast te leggen, we gebruikten de kracht van machine learning.

"Dit leverde ons een van de eerste observaties op wereldschaal op van het oppervlakte-oceaancarbonaatsysteem van 1985 tot 2018. De resultaten tonen een sterke en geleidelijke toename van de zuurgraad van de oceaan terwijl deze atmosferische kooldioxide blijft absorberen Samen met de toename van de verzuring van de oceaan, er is een bijbehorende afname van de beschikbaarheid van de carbonaationconcentratie, waardoor het moeilijker wordt voor organismen om hun schelpen en skeletten te laten groeien."

Het team gebruikte een reeks verschillende satellietgegevens, inclusief gegevens over de temperatuur van het zeeoppervlak van de zee- en landoppervlaktetemperatuur-radiometer die wordt gedragen door de Copernicus Sentinel-3-satellieten en van de geavanceerde radiometer met zeer hoge resolutie die wordt gedragen door de Europese MetOp-satellieten en door de POES-satellieten van de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration. Deze dataset is afkomstig van ESA's Climate Change Initiative.

Informatie over chlorofyl was ook te danken aan een gemengde dataset met meerdere sensoren via het GlobColour-project van ESA en omvatte gegevens van het Ocean and Land Color Instrument op de Copernicus Sentinel-3-satellieten.

Informatie over het zoutgehalte van de oceaan werd gerealiseerd door middel van een dataset voor heranalyse van het klimaat, genaamd SODA3.

Dr. Gregor merkte op, "Met deze schat aan satellietgegevens kunnen we echt begrijpen wat er de afgelopen 30 jaar met onze uitgestrekte oceanen is gebeurd. Bovendien, het is essentieel dat we satellietgegevens blijven gebruiken om de oceanen te monitoren om meer inzicht te krijgen in de veerkracht en gevoeligheid van koraalriffen en andere mariene organismen voor de toenemende bedreigingen van oceaanverzuring."