Koolstofdioxide is een veel voorkomend gas in de atmosfeer. Normaal gesproken zorgt de koolstofcyclus van de aarde voor een natuurlijk evenwicht van koolstof in de atmosfeer, het land en de oceaan door de "ademhaling van de planeet". Menselijke activiteiten, zoals de uitstoot van fossiele brandstoffen, verstoren echter het evenwicht van de koolstofcyclus en veroorzaken klimaatverandering, zoals een toename van het broeikaseffect en verzuring van de oceanen.
Om de gevolgen van oceaanverzuring te begrijpen, moet je dus eerst de koolstofcyclus in kaart brengen. Daarover heb ik hier geschreven1.
Het broeikaseffect maakt het leven op aarde mogelijk door warmte vast te houden in de atmosfeer, waardoor de planeet opwarmt. Ik heb hier laten zien hoe het werkt1. Maar ondanks het belang ervan, heeft de toename van kooldioxide dit tot een probleem gemaakt.
Maar niet alle overtollige kooldioxide blijft in de atmosfeer. Wetenschappers schatten dat de oceanen een derde van alle door menselijke activiteiten geproduceerde kooldioxide hebben geabsorbeerd. Het verwijderen van koolstofdioxide uit de atmosfeer door de oceanen helpt de mate van klimaatverandering te vertragen. Aan dit voordeel hangt echter een prijskaartje.
Kooldioxide en de chemie van de oceaan
Eenmaal opgelost in zeewater reageert CO2 met water (H2O) om koolzuur te vormen: H2CO3: CO2 + H2O ↔ H2CO3. Koolzuur lost snel op en vormt H+ ionen (een zuur) en bicarbonaat, HCO3- (een base). Zeewater is van nature verzadigd met een andere base, carbonaat-ion (CO3-2) dat werkt als een maagzuurremmer om de H+ te neutraliseren en meer bicarbonaat te vormen. De netto reactie ziet er als volgt uit: CO2 + H2O + CO3-2→ 2HCO3-
De absorptie van kooldioxide verandert de chemie van de oceaan fundamenteel door reacties op gang te brengen die het zeewater zuurder maken, een fenomeen dat oceaanverzuring wordt genoemd. In feite is de oceaan bijna 30% zuurder geworden dan aan het begin van het industriële tijdperk. Het is een verandering die groter en sneller is dan in de fossielen van ten minste 800.000 jaar geleden, vóór het verschijnen van gewervelde dieren en planten in de fossielen.
Wat is de invloed van oceaanverzuring op het leven in zee, zoals vissen, koralen en schelpdieren?
Naarmate de concentratie waterstofionen toeneemt, wordt het water zuurder. Daarnaast worden de carbonaationen minder talrijk.
Sommige van de extra waterstofionen reageren met carbonaationen om meer bicarbonaat te vormen. Als carbonaat minder overvloedig aanwezig is, hebben deze organismen, zoals koralen en schelpdieren, meer moeite met het bouwen en onderhouden van hun schelpen en skeletten. Een verhoogde zuurgraad kan er zelfs voor zorgen dat sommige schelpen en skeletten van carbonaat oplossen. Waterstofionen reageren met het vaste calciumcarbonaat en zetten het om in oplosbaar bicarbonaat en calciumionen.
In het mengsel van kleine plantjes en diertjes waaruit plankton bestaat, leeft een piepklein zeeslakje, de pteropode. Ondanks hun kleine formaat zijn pteropoden een belangrijke voedselbron voor veel soorten, waaronder vissen, zeehonden en walvissen. Maar pteropoden hebben delicate schelpen van calciumcarbonaat die kwetsbaar zijn voor oceaanverzuring. In een reeks experimenten werden schelpen van pteropoden in zeewater geplaatst met de pH (zuurgraad) die verwacht wordt voor de Zuidelijke Oceaan in 2100. Binnen 48 uur begonnen de schelpen van de pteropoden op te lossen.
Je onderzoek visualiseren
Visuele middelen zoals infographics en video's zijn een krachtige manier om wetenschap te communiceren. Ik heb al deze infographics gemaakt met Mind the graph, een online platform waarmee wetenschappers opvallend materiaal kunnen maken.
Abonneer u op onze nieuwsbrief
Exclusieve inhoud van hoge kwaliteit over effectieve visuele
communicatie in de wetenschap.
Dutch 
English 
Chinese 
Japanese 
German 
Spanish 
Portuguese 
Russian 
French 
Italian