Zmiany klimatu a morza

Zmiany w morskiej sieci troficznej

Oceany pochłaniają ciepło z atmosfery. Pomiary obecnie pokazują, że w ostatnich dziesięcioleciach ocieplenie oceanów wpłynęło na rejony położone głęboko poniżej powierzchni oceanów. Wpływ ocieplenia oceanów na życie morskie jest silny, a różnorodność biologiczna jest coraz bardziej zagrożona. Nigdzie nie jest to bardziej widoczne niż w przypadku planktonu z cieplejszych wód w północno-wschodnim Atlantyku. Pewne widłonogi przemieszczają się na północ w tempie 200–250 km na dekadę. Te małe widłonogi znajdują się w dolnej części łańcucha pokarmowego. Ryby i inne zwierzęta w północnowschodnim Atlantyku żywią się nimi, w związku z tym występowanie tych zwierząt w oceanach może ulec zmianie w wyniku przemieszczania się widłonogów na północ.

Zwierzęta żyjące poza swoim optymalnym zakresem temperatur wydatkują więcej energii na oddychanie kosztem innych funkcji. To osłabia je, przez co są bardziej podatne na choroby, i powoduje, że konkurencyjne gatunki, które są lepiej przystosowane do nowego rozkładu temperatur, zyskują nad nimi przewagę. Ponadto zarodniki, jaja lub potomstwo tych zwierząt będą z trudem rozwijały się poza optymalnym zakresem temperatur. Ponieważ w nowych warunkach klimatycznych sytuacja niektórych gatunków pogarsza się, może to mieć efekt domina dla innych organizmów, które są zależne od tych gatunków lub oddziałują na nie. Ten łańcuch zdarzeń ostatecznie wpływa na ogólne funkcjonowanie ekosystemu, co może prowadzić do utraty różnorodności biologicznej. To właśnie dzieje się z widłonogami: ponieważ są pokarmem dla tak wielu innych organizmów, pogorszenie ich sytuacji wpływa na całą sieć troficzną.

Zwierzęta znajdujące się wyżej w łańcuchu pokarmowym, które nie mogą znaleźć pożywienia, zmuszone są do migracji, aby przeżyć. W Europie, gdzie temperatura powierzchni mórz rośnie szybciej niż w przypadku oceanów, zwierzęta te przemieszczają się głównie na północ. Zjawisko to może mieć wpływ na ławice ryb, co widać na przykładzie makreli – ryby te zaczęły przebywać dłużej w wodach położonych dalej na północ. Może to mieć efekt domina dla miejscowych rybaków i społeczności w bardziej odległych regionach.

Jednym z efektów domina była niesławna „wojna makrelowa" między UE a Wyspami Owczymi. Wojna makrelowa częściowo spowodowana była przełowieniem błękitka, a częściowo była bezpośrednim skutkiem przemieszczania się pewnych gatunków ryb, w tym śledzia i makreli, dalej na północ w reakcji na wzrost temperatury mórz. Wydłużenie się okresu przebywania ławic ryb w wodach Wysp Owczych doprowadziło do sporu w sprawie uprawnień do połowu. Z perspektywy Wysp Owczych tamtejsi rybacy mieli prawo do połowu na swoich wodach, ale z punktu widzenia UE dochodziło do naruszenia umów dotyczących zrównoważonych kwot połowowych, co mogło prowadzić do ryzyka przełowienia, a w konsekwencji do utraty dochodów i miejsc pracy w UE. Spór zakończył się w 2014 r., kiedy to UE zniosła zakazy importu ryb złowionych w wodach Wysp Owczych w zamian za zaprzestanie połowów przez wyspiarzy.

Zakwaszanie

Oprócz pochłaniania ciepła oceany pochłaniają również dwutlenek węgla. Im więcej CO2 trafia do atmosfery, tym więcej wchłaniają go oceany, gdzie reaguje z wodą, tworząc kwas węglowy, co prowadzi do zakwaszania. Oceany pochłonęły ponad jedną czwartą dwutlenku węgla uwolnionego do atmosfery w wyniku działalności człowieka od 1750 r.

Zakwaszanie oceanów jest historycznie związane z każdym z pięciu najważniejszych okresów wymierania gatunków, jakie miały miejsce na Ziemi. Obecnie zakwaszanie postępuje 100 razy szybciej niż w jakimkolwiek innym okresie w ciągu ostatnich 55 mln lat. Gatunki mogą nie być w stanie przystosować się wystarczająco szybko do takiego tempa zmian.

Zakwaszanie wpływa na życie morskie na różne sposoby. Na przykład koralowcom, małżom, ostrygom i innym organizmom morskim, które budują muszle z węglanu wapnia, trudniej jest budować muszle lub materiał szkieletowy, gdyż obniża się pH wody morskiej. Tak więc spadek pH wody morskiej wskutek działalności człowieka może wpływać na całe ekosystemy morskie.

Strefy martwych wód

Wzrost temperatury oceanów przyspiesza również metabolizm organizmów i zwiększa zużycie tlenu przez nie, co z kolei zmniejsza stężenie tlenu w wodzie. Może to w końcu prowadzić do tego, że niektóre części oceanu staną się niezdatne dla życia morskiego.

Tlen w morzu może również wyczerpywać się w wyniku wprowadzania substancji biogennych do wody. Na przykład wraz z opadami do morza trafiają substancje biogenne z nawozów rolniczych. To wzbogacanie wody w substancje biogenne, takie jak azotany i fosforany, może zachodzić naturalnie, lecz około 80% wszystkich takich substancji w morzach pochodzi z działalności na lądzie, w tym ze ścieków, odpadów przemysłowych, odpadów komunalnych i spływów z terenów rolniczych. Reszta pochodzi głównie z gazowych związków azotu emitowanych podczas spalania paliw kopalnych przez środki transportu, przemysł, w procesie wytwarzania energii elektrycznej i ogrzewania. W niektórych regionach Europy, gdzie wskutek zmian klimatu zwiększyła się ilość opadów i wzrosła temperatura, skutki wzbogacania wód w substancje biogenne są nasilone.

Wzbogacenie wód w substancje biogenne jest czynnikiem napędzającym proces znany jako „eutrofizacja", który prowadzi do nadmiernego wzrostu roślin. Kiedy do zjawiska tego dochodzi w morzu, następuje tak zwany zakwit wody. Procesy wzmożonego oddychania liczniejszych roślin wodnych, a następnie ich śmierć i rozkład powodują zwiększone zużycie tlenu w wodzie. Prowadzi to do deficytu tlenu i ostatecznie do powstania obszarów niedotlenienia, czyli „martwych stref", w których organizmy tlenowe nie są zdolne przetrwać.

Takie martwe strefy można zaobserwować w częściowo zamkniętych morzach europejskich, takich jak Morze Bałtyckie i Morze Czarne. Temperatura wody w Morzu Bałtyckim wzrosła o około 2°C w ciągu ostatniego stulecia, co przyczyniło się do zwiększenia powierzchni martwych stref. Ponadto w ujęciu globalnym częstość występowania martwych stref podwajała się co dziesięć lat od połowy ubiegłego wieku. Niestety, nawet gdyby emisje substancji biogennych do mórz europejskich zostały zatrzymane dzisiaj, dotychczas wyemitowane ładunki i tak prowadziłyby do powstawania martwych stref jeszcze przez dziesiątki lat, zanim morza powróciłyby do poprzedniego stanu.

Niepewna przyszłość

Mimo że niektóre modele prezentują możliwe scenariusze zmian klimatu, trudno jest przewidzieć, jak będą się zachowywały gatunki morskie, gdyż presje na oceany są zwiększone. Wiemy jednak, że działania w celu złagodzenia zmian klimatu musimy podjąć już teraz, aby ograniczyć dalsze ocieplanie i zakwaszanie oceanów oraz skutki, jakie oba te zjawiska mają dla środowiska i jakości naszego życia.