ما هو تحمض المحيطات؟
تحمض المحيطات: هي العملية التي من خلالها يزداد تركيز الأحماض في مياه المحيطات، وينخفض مستوى الأس الهيدروجيني عن المعدل الطبيعي، حيث أن هناك العديد من الأشياء التي تساهم في حدوث ذلك، كما يمكن تفسير الملوحة وفهمها ببساطة على أنها كمية تركيز الملح. أيضًا تحتوي مياه المحيط على مستوى معين من الأس الهيدروجيني ويتم تصنيفها في الغالب على الجانب الأعلى من الرقم الهيدروجيني المحايد على مقياس الأس الهيدروجيني.
تحمض المحيطات يشير إلى انخفاض في درجة الحموضة في المحيطات على مدى فترة طويلة من الزمن، والتي تنتج بشكلٍ رئيسي عن طريق امتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي.
هناك أوقات معينة يشهد فيها المحيط تغيرات في طبيعته، حيث يمكن أن يشمل هذا زيادة في المحيط أو حموضة مياه البحر، مرة أخرى يمكن أيضًا تفسير عملية تحمض المحيطات على أنها حالة يرتفع فيها مستوى أكسيد الكربون الرابع في الماء بشكل كبير، قد يتأثر ذلك ببعض الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري الذي يسبب ضرراً للغلاف الجوي.
منذ أكثر من 200 عام عندما بدأت الثورة الصناعية زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) في الغلاف الجوي بسبب الأعمال البشرية، خلال هذا الوقت انخفض الرقم الهيدروجيني لمياه المحيط السطحية بمقدار 0.1 وحدة من الأس الهيدروجيني، قد لا يبدو هذا كثيرًا لكن مقياس الأس الهيدروجيني الوغاريتمي، لذا فإن هذا التغيير يمثل زيادة بنسبة 30 بالمائة تقريبًا في الحموضة.
يتكون مقياس الرقم الهيدروجيني من عداد يحتوي على أرقام (0-14)، ففي حال كان أعلى من 7 يكون قاعدي (أو قلوي)، وإذا كان أقل من 7 يكون حامضيًا. مقياس الأس الهيدروجيني هو عكس تركيز أيون الهيدروجين لذا فإن المزيد من أيونات الهيدروجين يترجم إلى حموضة أعلى ودرجة حموضة أقل.
ما هي أسباب تحمض المحيطات؟
- زيادة تركيز أكسيد الكربون الرابع في المحيط: عندما يرتفع مستوى غاز ثاني أكسيد الكربون في المحيط فمن الواضح أنه يؤثر على الماء كله، عندما تموت الكائنات البحرية في قاع البحر تتراكم بقاياها وتتشكل الشعاب المرجانية والتي تتكون من الكربون، أيضا هذه الكائنات الحية تطلق الكالسيوم في الماء، إذ أن لها تأثير ضار بعيد المدى على تكوين الماء لأنها تزيد من الحموضة.
- زيادة تركيز أكسيد الكربون الرابع في الغلاف الجوي: في بعض الأحيان يمكن أن ينتشر الضرر الناجم عن الغلاف الجوي في المياه، يحدث هذا عندما يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من خلال الأنشطة البشرية المختلفة، وهذا بدوره يلوث المياه لأن غازات الكربون تذوب في مياه البحر وهذا يقلل من درجة حموضة الماء مما يساهم في التحمض.
- ارتفاع تركيز أيونات الهيدروجين في الماء: في قاع البحر هناك بعض التفاعلات الكيميائية التي قد تحدث ويمكن أن يكون لها آثار سلبية على جودة مياه المحيط، قد تشمل هذه التفاعلات زيادة أيونات الهيدروجين التي عند دمجها مع مركبات أخرى مثل النيتروجين والماء من بين الغازات الأخرى تؤدي تفاعلاتها إلى حموضة مياه المحيط.
- حرق الوقود الأحفوري: قد لا يكون هذا مرتبطًا بشكل مباشر بتلوث المياه لكنه يلعب دورًا مهمًا في تغيير البيئة، يُنتج الوقود مثل البترول والديزل والفحم الكثير من ثاني أكسيد الكربون عند الاحتراق، إذ يؤدي هذا إلى زيادة تركيز غاز الكربون في الغلاف الجوي والذي بدوره يجد طريقًا إلى الماء، كما يجد الكربون وغازات الغلاف الجوي الأخرى دخولًا إلى البحر من خلال هطول الأمطار الحمضية أو حتى الذوبان المباشر في الماء.
- التخلص من النفايات: كان التخلص من النفايات تحديًا للعديد من البلدان، أما بالنسبة لأولئك الذين يحدون كتل مياه البحر فقد أسرعوا في استخدام المحيطات كأرضية محتملة لإغراق النفايات المنزلية والصناعية، ومع ذلك نظرًا لأن الغلاف الجوي يتحمل العبء الأكبر من الغازات السامة، فإن مياه البحر تقع على الطرف المتلقي للنفايات السائلة الخطرة، إلى جانب التخلص المباشر من نفايات الصرف الصحي هناك نفايات أخرى تزيد من مستوى الحموضة في المياه، على سبيل المثال تعتبر النفايات الصناعية والزراعية التي تحتوي على مركبات حمضية خطيرة للغاية لأنها تُخفض درجة الحموضة في مياه المحيط.
- سوء إدارة الأراضي: قد تساهم الزراعة أيضًا في مشكلة حموضة المحيطات، قد يحدث ذلك بشكل خاص عندما تكون الأساليب التي يستخدمها المزارعون غير مناسبة، هذه طرق قد تكون عرضة لتآكل التربة، وفي هذه العملية يتم غسل المواد الكيميائية في اتجاه مجرى النهر في المحيط، باختصار إذا كانت الأرض تدار بشكل سيئ يمكن أن تتأثر الكتل المائية بتأثير تحمض المحتوى المعدني للتربة وتلوث المياه.
- التصنيع: تساهم الصناعات في انبعاث الغازات الخطرة مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وغيرها الكثير والتي تشكل فيما بعد أمطارًا حمضية قد تذوب في المحيطات لتخلق ظروفًا حمضية.
ما هي آثار تحمض المحيطات؟
- زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في المحيط: لا يؤدي تحمض المحيطات إلى تغيير درجة الحموضة في مياه المحيط فقط، في واقع الأمر فإنه يغير أيضًا تركيز الغازات في المحيط، وبشكل خاص فإنه يزيد من تركيز ثاني أكسيد الكربون؛ وذلك بسبب التفاعلات بين ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء لتكوين المزيد من حمض الكربونيك، وعندما تمطر على كتل المياه يرتفع مستوى تركيز الكربون أكثر فأكثر بدلاً من أن ينخفض مع امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون لتكوين المزيد من حمض الكربونيك، وهذا قد يؤدي إلى اختناق وموت الكائنات البحرية.
- فقدان الحياة المائية: تدعم مياه البحر الحياة في ظروفها الطبيعية ومع ذلك عندما ينخفض مستوى PH أو يرتفع تتأثر بعض الكائنات الحية، إذ تشمل بعض الأحياء المائية أنواعًا مختلفة من الأسماك والثدييات مثل الحيتان وأسماك القرش وغيرها الكثير. وزيادة الحموضة تجعل الحياة مرهقة وشبه مستحيلة بالنسبة لبعض الكائنات الحية، هذا يؤدي إلى اختفاء أو موت بعض الكائنات الحية في البيئة الإيكولوجية المائية.
- نقص الغذاء: يساهم تحمض المحيطات في مشكلة نقص الغذاء بعدة طرق، عندما تموت الأسماك يتضرر البشر الذين يعتمدون عليها في غذائهم أو مصدر رزقهم، كما تساهم هذه العملية في المياه الحمضية والتي لها تأثير أكثر تدميراً على الإنتاج الزراعي، حيث تؤدي المياه الحمضية إلى زيادة حموضة التربة، مثل هذا الشيء يجعل من المستحيل زراعة وإنتاج محاصيل معينة وهذا يؤدي إلى انخفاض الإنتاج وزيادة المجاعة.
- تداخل شبكة الغذاء: يؤدي تحمض المحيطات إلى موت واختفاء بعض النباتات والحيوانات في البحر، عندما تنقرض بعض الكائنات الحية يتعرض من يعتمدون عليها أيضًا للخطر لأنه ليس لديهم ما يتغذون عليه.
- التأثير على صحة الإنسان: يعتمد البشر على الماء لأغراض مختلفة، عندما ترتفع حموضة مياه المحيطات فإن المستهلكين أو مستخدمي هذه المياه يعيشون في وضع محفوف بالمخاطر، يمكن أن تنتقل أمراض مثل السرطانات بسهولة إلى البشر عندما يستهلكون أسماكًا مخمورة بتركيزات عالية من الكبريت.
- التأثير على الشعاب المرجانية: مع امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون في المحيطات فإنه يترابط لتكوين حمض الكربونيك، يُنتج الحمض بعد ذلك أيون الهيدروجين وأيون البيكربونات وروابط أيونات الهيدروجين مع أيونات الكربونات الحرة في المحيط؛ لتشكيل منتجات بيكربونات أخرى.
تكمن مشكلة هذا التفاعل في أن الكائنات البحرية التي تمتلك أصدافًا (الشعاب المرجانية والقشريات والرخويات والطحالب المرجانية والطحالب المرجانية) تحتاج إلى أيونات الكربونات لصنع أصداف وهياكل من كربونات الكالسيوم، وبالتالي كلما زاد ذوبان ثاني أكسيد الكربون في المحيط قلت أيونات الكربونات الحرة التي يمكن الوصول إليها لتكوين هياكل كربونات الكالسيوم. - التأثير على النظم الإيكولوجية العوالقية للمحيطات المفتوحة: يجب أن نتذكر أن النظم البيئية والعوالق في المحيطات مفتوحة، أي أنها ليست محددة وهي تختلف من مكان إلى آخر وأيضًا من محيط إلى آخر، في الواقع فإن العوالق النباتية هي التي تشكل أساس النظم البيئية البحرية، تقوم العوالق النباتية بعملية التمثيل الضوئي وبالتالي تبدأ سلسلة النظم البيئية البحرية، لذلك إذا واجهت عملية التمثيل الضوئي مشكلة بطريقة ما فإن النظام البيئي البحري بأكمله يعاني، كما تؤدي زيادة حموضة مياه البحر إلى إعاقة العمليات المختلفة للعوالق مثل تثبيت النيتروجين.
- تأثر النظم البيئية الساحلية: ليس فقط النظم البيئية البحرية تتأثر بل النظم البيئية الساحلية أيضًا تتأثر بتحمض المحيطات، والنظام البيئي الساحلي يحتوي على مجموعة متنوعة من النباتات التي تشكل موائل فريدة من نوعها.
مع تحمض المحيط من الطبيعي أن تتطور الحموضة في تربتها إلى المناطق الساحلية، في حين أن القليل من الحموضة قد يساعد في نمو أفضل للنباتات إلا أن الحموضة الزائدة قد تكون ضارة بصحتهم، فبمجرد أن يتأثر الموطن من الطبيعي أن يتأثر النظام البيئي بأكمله أيضًا، حيث تسبب هذه السلسلة بأكملها اختلالًا كبيرًا في النظم البيئية، يقلل هذا التحمض أيضًا من إنتاجية الكائنات الحية الموجودة في المناطق الساحلية وقد تزداد معدلات الوفاة لديهم أيضًا، قد يؤدي هذا بعد ذلك إلى انقراض نوع معين. - المحيطات الواقعة على خطوط العرض العالية معرضة للخطر: المحيطات الواقعة في خطوط العرض العليا هي المحيطات عالية الإنتاجية، حيث أن المحيطين الجنوبي والقطب الشمالي هما في الواقع الأكثر إنتاجية من بين جميع المحيطات وهذا بالفعل يعيق النظام البيئي لهذه المحيطات.
