Acidificazione degli oceani

L’acidificazione degli oceani è uno dei tanti fenomeni che sconvolgono l’ecosistema provocando danni all’uomo e all’ambiente.

A partire dalla Rivoluzione Industriale si è verificato un incremento esponenziale di sostanze che inquinano aria, suolo e acque dovuto principalmente ad attività industriali e agricole.

Sebbene la comunità scientifica internazionale abbia da tempo lanciato l’allarme, vi sono ancora paesi che, per ragioni economiche o politiche, minimizzano o negano l’esistenza del problema ambientale, arrivando persino a ritirarsi da accordi internazionali fondamentali, come l’Accordo di Parigi del 2015. Tuttavia, i segnali sono evidenti e ormai innegabili:

–Piogge acide

–Effetto serra

–Riduzione dell’ozonosfera

–Eutrofizzazione

-Siccità e desertificazione

-Dissesto idrogeologico

–Scioglimento dei ghiacciai

-Fenomeni atmosferici eccezionali

L’acidificazione degli oceani è uno dei fenomeni più preoccupanti legati ai cambiamenti ambientali globali. Essa rappresenta una conseguenza diretta dell’aumento delle emissioni di anidride carbonica (CO₂) in atmosfera e incide profondamente sugli equilibri degli ecosistemi marini, provocando danni a catena che coinvolgono sia l’ambiente sia l’uomo.

Conseguenze sull’ecosistema marino

L’acidificazione degli oceani ha un impatto diretto su molti organismi marini, soprattutto quelli che dipendono dal carbonato di calcio (CaCO₃) per formare strutture come gusci e scheletri. Tra le specie più vulnerabili vi sono:

• Ostriche, vongole e mitili

• Ricci di mare e crostacei

• Plancton calcareo

• Coralli, in particolare quelli delle barriere coralline

La riduzione del pH ostacola la disponibilità degli ioni carbonato (CO₃²⁻), essenziali per la formazione del carbonato di calcio. Di conseguenza, questi organismi incontrano difficoltà a costruire e mantenere le loro strutture, rendendoli più fragili e suscettibili a malattie, predatori e condizioni ambientali avverse.

Le barriere coralline, veri e propri “rainforest of the sea”, sono tra gli ecosistemi più colpiti. La loro capacità di crescita e rigenerazione si riduce drasticamente. Secondo proiezioni basate su scenari di emissione attuali, entro la fine del secolo le barriere coralline potrebbero erodersi a un ritmo più veloce di quanto riescano a ricostruirsi, compromettendo la sopravvivenza di migliaia di specie che vi trovano rifugio.

Variazione del pH

L’acidificazione degli oceani è dovuta alla crescente emissione di biossido di carbonio. Questo gas serra si solubilizza nell’acqua ed è presente pertanto il seguente equilibrio tra l’anidride carbonica disciolta in acqua e quella presente allo stato gassoso nell’atmosfera:

CO_2(g) ⇌ CO_2(aq)

La quantità di CO₂ disciolta nell’acqua può essere calcolata dalla legge di Henry per la quale

K_H = 3.38 · 10^-2 mol/Latm e  [CO_2(aq)] = K_H · p _CO2(g)

Poiché la quantità di CO₂ attualmente presente nell’atmosfera è dello 0.0355 %

p _CO2(g)  = 0.0355 · 1 atm/100 = 0.000355 atm

da cui [CO_2(aq)] = K_H · p _CO2(g) = 3.38 · 10^-2 mol/Latm · 0.000355 atm = 1.20 · 10^-5 mol/L

L’anidride carbonica disciolta in acqua dà luogo alla formazione di acido carbonico secondo l’equilibrio

CO_2(aq) + H₂O ⇌ H₂CO_3(aq) la cui costante vale 1.7 · 10^-3  (1)

L’acido carbonico è un acido diprotico e il primo equilibrio di dissociazione è:

H₂CO_3(aq) ⇌ HCO₃^– _(aq) + H⁺ per il quale Ka₁ =2.5 · 10^-4 (2)

CO_2(aq) + H₂O ⇌ HCO₃^– + H⁺

È dato dalla somma dell’equilibrio (1) con l’equilibrio (2) la cui costante K è data dal prodotto delle due costanti:

K = (1.7 · 10^-3)(2.5 · 10^-4) = 4.3 · 10^-7

L’espressione relativa alla costante di questo equilibrio è:

K= 4.3 · 10^-7 = [HCO₃^–][ H⁺]/[CO₂]

Poiché all’equilibrio [HCO₃^–]=[ H⁺] = x si ha

4.3 · 10^-7 = (x)(x)/[CO₂] = (x)(x)/ 1.20 · 10^-5 mol/L

Si ha, risolvendo rispetto a x, che:

x = [H⁺] =2.3 · 10^-6 M

da cui pH = 5.6

Dall’inizio della rivoluzione industriale il pH delle acque oceaniche superficiali è diminuito di 0.1 unità e, poiché la scala di pH è logaritmica questo cambiamento ha portato ad un aumento di circa il 26% dell’acidità.

Impatto ambientale

Molte specie biologiche subiscono un impatto negativo dall’aumento dei livelli di acidità infatti poiché gli scheletri e i gusci di molti organismi marini sono costituiti da carbonato di calcio questi potrebbero avere capacità limitata a produrre e conservare i loro scheletri e i loro gusci.

Un ambiente più acido ha un effetto drammatico su alcune specie, tra cui ostriche, vongole, ricci di mare, coralli di acque poco profonde e plancton calcareo.

L’acidificazione degli oceani ha anche dimostrato di ridurre significativamente la capacità dei coralli che costruiscono le barriere coralline di produrre i loro scheletri, e alcune ricerche mostrano che, entro la fine del secolo, le barriere coralline potrebbero erodersi più velocemente di quanto possano essere ricostruite.

Sulla base degli scenari di emissione di CO₂, si stima che entro la fine del secolo per l’acidificazione degli oceani le acque superficiali del mare potrebbero essere circa il 150% più acide. Ciò porta a un pH ridotto che gli oceani non hanno misurato in più di 20 milioni di anni.

Oltre un miliardo di persone in tutto il mondo ottengono la loro principale fonte di proteine ​​dall’oceano e centinaia di migliaia di posti di lavoro dipendono dal benessere delle specie oceaniche.

Impatto socio-economico

Le conseguenze dell’acidificazione degli oceani non si limitano all’ambiente. Oltre un miliardo di persone nel mondo dipendono quotidianamente dall’oceano come fonte primaria di proteine. Inoltre, settori economici come la pesca, l’acquacoltura, il turismo costiero e la protezione delle coste sono strettamente legati alla salute degli ecosistemi marini.

L’acidificazione degli oceani può comportare riduzione delle risorse alimentari disponibili, perdita di biodiversità marina, danni irreversibili alla pesca commerciale, impoverimento economico delle comunità costiere e migrazioni ambientali forzate

Pertanto l’acidificazione degli oceani è uno dei segnali più chiari dell’impatto dell’uomo sulla Terra. Pur essendo un fenomeno invisibile a occhio nudo, le sue conseguenze sono tangibili e drammatiche. Contrastare l’acidificazione degli oceani richiede una risposta globale e immediata, basata sulla riduzione delle emissioni, la tutela degli ecosistemi marini e una maggiore consapevolezza pubblica. Salvare gli oceani significa salvare la vita sulla Terra.

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