اقیانوس آرام از ساحل آرام و بی‌پایان به نظر می‌رسد، اما در زیر سطح آن تغییرات شیمیایی شدیدی در حال وقوع است. پژوهش تازه‌ای هشدار می‌دهد که میزان اسیدی شدن آب‌ها در امتداد ساحل غربی آمریکای شمالی با سرعتی خطرناک رو به افزایش است. این روند نه‌تنها بخش‌هایی مانند جریان کالیفرنیا و دریای سالیش را دگرگون کرده است، بلکه زندگی گروه بزرگی از موجودات دریایی و جوامعی را که به آن‌ها وابسته‌اند تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.
اسیدی شدن سریع اقیانوس‌ها؛ افزایش تهدید برای آب‌های ساحلی
اقیانوس‌ها تقریباً یک‌سوم دی‌اکسیدکربن واردشده به جو را جذب می‌کنند، اما نتیجه این فرآیند افزایش حدود ۳۰ درصدی اسیدیته آب در مقیاس جهانی از زمان انقلاب صنعتی تاکنون بوده است.
با این حال، آب‌های ساحلی مانند جریان کالیفرنیا ماجرای تندتری را روایت می‌کنند. این نواحی به‌طور طبیعی دی‌اکسیدکربن بیشتری در خود دارند، بنابراین هنگامی که انتشارهای انسانی به آن اضافه می‌شود، واکنش شیمیایی آب شدیدتر از میانگین جهانی می‌شود.
«این داده‌ها بخشی از مهم‌ترین رکوردهایی هستند که نشان می‌دهند جهان در دوران انسانی چه اندازه تغییر کرده است.» — آلکس گانیون، استاد اقیانوس‌شناسی دانشگاه واشنگتن
بر اساس یافته‌های این مطالعه، اسیدی شدن آب در دریای سالیش و جریان کالیفرنیا از سرعت افزایش دی‌اکسیدکربن در جو نیز فراتر رفته است.
چرا اسیدیته اقیانوس با شتاب بیشتری افزایش می‌یابد؟
علت اصلی این روند، یک اثر ترمودینامیکی است. هنگامی که اقیانوس کربن بیشتری جذب می‌کند، توانایی آن برای مقاومت در برابر افزایش بیشتر اسیدیته کاهش می‌یابد. به همین دلیل هر مولکول تازه دی‌اکسیدکربن اثر قوی‌تری نسبت به قبل دارد و این وضعیتی ایجاد می‌کند که در آن تغییر شیمیایی آب، سریع‌تر از روند تغییرات جو رخ می‌دهد.
مرجان‌ها؛ بایگانی زنده تاریخ شیمی اقیانوس
برای فهم بهتر این روند، دانشمندان از مرجان‌ها به‌عنوان آرشیو طبیعی بهره گرفته‌اند. گونه آب‌سرد Balanophyllia elegans یا همان مرجان نارنجی‌فام، اطلاعات شیمیایی آب را در اسکلت آهکی خود ثبت می‌کند.
گروه پژوهشی نمونه‌های مربوط به سال‌های ۱۸۸۸ تا ۱۹۳۲ را با نمونه‌های تازه‌ای که در سال ۲۰۲۰ از همان زیستگاه‌ها جمع‌آوری شده بود مقایسه کرد.
نتایج شفاف و هشداردهنده بود: مقدار دی‌اکسیدکربن آب در این مناطق حدود ۱۷۲ میکرواتمسفر افزایش یافته است، در حالی که در جو تنها ۱۲۰ واحد در میلیون بالا رفته است. این یعنی شیمی آب بسیار سریع‌تر از جو تغییر کرده است.
«این یافته‌ها نه‌تنها اکوسیستم‌های دریایی، بلکه تمام مردمی را که به آن‌ها وابسته‌اند تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.» — مری مارگارت استول، نویسنده اصلی مطالعه
افزایش اسیدیته در اعماق اقیانوس
بزرگ‌ترین تغییرات در لایه‌های عمیق‌تر دیده شد. در عمق بیشتر از ۱۰۰ متر، میزان دی‌اکسیدکربن تا ۵۰ درصد بیشتر از هوا افزایش داشته است.
این آب‌های عمیق که در جریان بالا‌روی به سطح نزدیک می‌شوند اکنون اسیدیته بیشتری دارند و توان بافری آن‌ها کاهش یافته است. این یعنی زمانی که این آب‌ها به سطح می‌رسند، اثرات تغییرات شیمیایی را شدیدتر منتقل می‌کنند.
چرا بالا‌روی مشکل اصلی نیست؟
با وجود تصور برخی، شدت و الگوی جریان بالا‌روی در یک قرن گذشته تغییر چندانی نکرده است. مسئله اصلی تغییر شیمی آب است، نه سرعت جریان.
آبی که یک‌بار با کربن غنی شده باشد، اثر هر مولکول کربن تازه را تقویت می‌کند و این یک چرخه بازخوردی خطرناک ایجاد می‌کند که فرصت سازگاری را کاهش می‌دهد.
«اندازه‌گیری مستقیم اسیدیته پیش از چند دهه گذشته وجود ندارد. مجبور شدیم برای کشف نشانه‌های شیمیایی به گذشته بازگردیم و کارآگاهی کنیم.» — گانیون
آینده‌ای نگران‌کننده برای اقیانوس آرام
مدل‌های پیش‌بینی نشان می‌دهند اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای همچنان بالا بماند، اسیدیته در جریان کالیفرنیا تا سال ۲۱۰۰ ممکن است تا ۶۰ درصد سریع‌تر از جو افزایش یابد، به‌ویژه در عمق‌های ۱۰۰ تا ۱۵۰ متری.
بر اساس مطالعه، pH آب ممکن است تا ۰٫۳ واحد کاهش یابد. همچنین مواد معدنی موردنیاز موجودات دریایی برای ساخت صدف‌ها و اسکلت‌ها با سرعت بیشتری حل خواهند شد.
این شرایط می‌تواند رشد خرچنگ دانجنِس که سودآورترین ماهیگیری اقیانوس آرام است را کند کند و نرخ مرگ‌ومیر مراحل اولیه زندگی آن را افزایش دهد. سایر گونه‌های کلیدی شبکه غذایی نیز با چالش‌های بزرگ‌تری روبه‌رو می‌شوند.
«تغییرات شیمیایی دریای سالیش بسیار شدید بود. این منطقه ارتباط فرهنگی، تجاری و تفریحی عمیقی با گونه‌های دریایی دارد که سلامت آن‌ها برای کل اکوسیستم حیاتی است.» — استول
هنوز فرصت برای اقدام وجود دارد
با وجود داده‌های نگران‌کننده، دانشمندان همچنان بر امکان تغییر مسیر تأکید دارند. به گفته گانیون:
«این زمان برای ناامیدی نیست. اقیانوس هنوز نابود نشده است.»
او یادآوری می‌کند که کاهش انتشارها می‌تواند سرعت اسیدی‌شدن را کم کند و حفاظت از زیست‌بوم‌های ساحلی فرصت بیشتری برای سازگاری فراهم می‌کند. جریان کالیفرنیا که اکنون در خط مقدم تغییرات شیمیایی قرار دارد، تصویری از آینده احتمالی اقیانوس‌های جهان ارائه می‌دهد؛ آینده‌ای که هنوز قابل تغییر است.
استول نیز می‌گوید:
«این منطقه اهمیت ویژه‌ای دارد و مانند پنجره‌ای به شرایطی است که در دهه‌های آینده در سایر بخش‌های اقیانوس دیده خواهد شد.»
اقیانوس همچنان برای حفظ تعادل خود می‌جنگد. آینده آن بستگی به سرعت و گستره اقدام‌های انسانی برای محافظت از این بستر حیاتی دارد.
این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.
جمع‌بندی
تغییرات سریع اسیدی شدن اقیانوس آرام، تهدیدی برای اکوسیستم‌های دریایی و معیشت جوامع ساحلی است، اما با کاهش انتشار و حفاظت از زیست‌بوم‌ها می‌توان مسیر آینده را تغییر داد.
