La acidificación del mar mediterráneo presenta un problema para el ecosistema, pudiendo extinguirse incluso algunas especies y disminuyendo su biodiversidad.
El pH original del agua de mar fluctúa entre 7,5 y 8,4 dependiendo de la temperatura y por eso decimos que el agua marina es salada.
Las temperaturas más altas disminuyen el pH mientras que las temperaturas más bajas lo aumentan.
Desde la revolución industrial, el pH de las aguas marinas ha disminuido considerablemente produciéndose lo que denominamos acidificación.
Tal y como podemos observar en numerosos estudios se puede demostrar el origen antropogénico de este suceso.
Cabe destacar también un dato que nos indica que si los gases de efecto invernadero no existiesen la temperatura terrestre disminuiría cerca de treinta grados.
Por ello se hace necesario encontrar un equilibrio de estos gases de manera lo más natural posible ya que junto al mar y océanos regulan la temperatura terrestre.
Acidificación en el Mediterráneo y efectos sobre la biodiversidad local
Cuando el CO2 reacciona con el agua se produce una acidificación al transformarse en ácido carbónico lo que supone una liberación de protones.
El fenómeno de la acidificación comienza por la dilución de CO2 de la atmósfera en el agua que se encuentra en contacto con ella.
En química, la Ley de Henry (1803) enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial aplicada por el gas en el fluido.
Dicho esto, por procesos naturales existe CO2 en la atmósfera que se introduce en las masas de aguas dentro de la hidrosfera.
En principio este proceso no presenta ningún problema ya que hay un punto de equilibrio en el que la hidrosfera puede asimilar CO2 atmosférico.
Los problemas comienzan cuando aumenta la concentración de CO2, elevando la presión parcial del gas en toda la atmósfera y favorece su dilución en la masa de agua.
El origen de este nivel creciente de CO2 es la emisión derivada de la combustión de combustibles fósiles por actividades humanas tales como industrias o transportes.
Todos estos procesos comenzaron principalmente con la revolución industrial en la segunda mitad del Siglo XVIII.
Los humanos comenzamos a utilizar el calor de combustión para la producción en masa de bienes y obtener grandes cantidades de energía.
Es por eso que de ahora en adelante nos referiremos al CO2 que causa la acidificación de la hidrosfera como CANT o CO2 antropogénico.
Cerca del 30% de las emisiones de CO2 las absorbe el océano.
Problemas de la acidificación del océano
La acidificación (y en general cualquier cambio en el pH natural del agua) trae problemas a la flora y fauna de los ecosistemas marinos.
Problemas relacionados con el debilitamiento de los moluscos, animales con conchas, reducción constante de la salud de las especies marinas como los corales y afectando a las cadenas tróficas.
Cambios como estos no son nuevos en la historia de la Tierra, pero se desarrollaron en miles o millones de años, dando tiempo para que la especie se ajuste a estas variaciones, evolucionar o cambiar su distribución geográfica.
El proceso de acidificación que es el centro de este artículo se desarrolla durante apenas doscientos años en los cuales son también el auge de la industrialización.
Entonces no existe un tiempo para la adaptación de las especies.
Esto da como resultado la extinción masiva de especies incapaces de resistir los rápidos cambios ecológicos o adaptarse a ellos.
El mar mediterráneo, cada vez más ácido
El mar Mediterráneo es uno de los mares del Océano Atlántico, y rodea el sur de Europa, norte de África y Asia occidental.
Su área asciende a aproximadamente 2.5 millones de km2 siendo el segundo mar más grande del mundo.
Se conecta con el océano Atlántico por el estrecho de Gibraltar entre la península Ibérica y norte de Marruecos con una longitud de tan solo 14 km.
La disparidad entre el tamaño del mar y la «puerta» que tiene con el océano atlántico hace grandes diferencias en las características físicas, químicas y ecológicas del mar Mediterráneo respecto del Océano Atlántico.
Dentro de estas diferencias tenemos las distintas corrientes, mayor salinidad y un pH más básico que el que encontramos en el océano atlántico.
Destacamos que el mar mediterráneo es único en fauna y flora marina ya que en cuanto a la biodiversidad, el mar Mediterráneo es una de las zonas más ricas del mundo.
Esto se debe a que solo cubre el 0.7% del área oceánica de la Tierra y posee el 28% de las especies endémicas y el 7,5% de la fauna marina total del mundo y el 18% de su flora.
Esta situación hace del mar Mediterráneo uno de los puntos críticos o hotspot en cuanto a biodiversidad situándolo entre los más grandes del mundo.
Cómo aumenta el CO2 y la acidez en los mares
El dióxido de carbono (CO2) se disuelve fácilmente en agua y forma ácido carbónico (H2CO3 (aq)).
Luego, el ácido carbónico (H2CO3 (aq)) se disocia en agua en ion bicarbonato.
Finalmente, el ion bicarbonato también se disocia liberando en el agua dos iones H+, aumentando su concentración y por lo tanto bajando el pH total.
Esta reacción es impulsada en el mar Mediterráneo dado su estado ligeramente más básico (en comparación con los océanos) en esta reacción ácido-base.
Métodos de medición de CO2 y acidez.
Vamos a definir métodos en los estudios sobre las conchas de especies de gasterópodos mediterráneos.
Para este método se utilizaron cuatro especies de gasterópodos.
- Patella rustica – Linneo, 1758
- P. caerulea – Linneo, 1758
- Whelk Hexaplex Trunculus – Linnaeus, 1758
- Osilinus turbinatus – Van Born, 1778
Todos fueron tomados de aguas cercanas a la costa de la isla Vulcano aproximadamente a 25 km al norte de Sicilia, Italia.
Hubo tres estaciones de muestreo donde se seleccionó el pH del agua de mar y la química del carbonato.
Se tomaron conchas de las tres áreas de muestreo diferentes en una región micro-mareal que contiene CO2 activo que se filtra y crea un Gradiente de pH ~ 6.8–8.2 ~
A nivel ambiente sirvió como referencia para tener un sitio con un pH medio de 8.15 ± 0.01 y fue ubicado aproximadamente a 850 m de la filtración principal de CO2.
El sitio mas moderado era aproximadamente a 390 m de distancia de la filtración con un pH medio de 8.03 ± 0.01 (que es un futuro cercano pronosticado a nivel de pH)
El sitio mas bajo era aproximadamente a 300 m distante de la filtración con un pH medio de 7.73 ± 0.02 y la predicción era que ocurrirá hacia el fin de siglo.
Estudios de Rayos x que confirmaron la acidez
Las cáscaras se limpiaron de cualquier componente orgánico, se secaron, se rompieron en fragmentos y se molieron en una suspensión que luego se secó en polvo.
Este polvo se analizó más tarde utilizando un sistema de difracción de rayos X analítico X’Pert de Philips para obtener la medición del pico de calcita y aragonito.
El patrón de difracción de rayos X obtenido se usó para determinar el porcentaje de calcita y/o aragonito.
Estudios estadísticos sobre la acidificación
Las longitudes de las conchas de las cuatro especies se compararon dentro de cada uno de sus individuos recogidos en las tres muestras de áreas que utilizan un ANOVA seguido mediante una prueba de Tukey post-hoc.
Proyección de imagen de conchas
Conchas aleatorias de Hexaplex trunculus y Osilinus turbinatus fueron tomadas de cada una de las áreas de muestreo con diferente pH y fotografiado para mostrar las visuales diferencias en su desarrollo.
Métodos en estudios de especies de coral
Diez colonias ampliamente separadas de cada una de las dos especies de coral, C. caespitosa y O. patagonica, fueron recolectados por buzos a 3–6 m de profundidad en L’Ampolla (NE España).
Se recogieron cinco nubbins (12 ± 5 pólipos) de cada una de las 10 colonias recolectadas de cada especie, se limpiaron cuidadosamente y se introdujeron en dos tanques de aclimatación.
Cada uno de esto los tanques simularán dos condiciones de pH diferentes (manteniendo el resto de las características del agua tales, como salinidad o temperatura, iguales en ambos tanques).
Las muestras se dejaron crecer durante 8 meses en los tanques, con un control regular de su desarrollo.
Métodos de medición de la tasa de calcificación
Los cambios en la calcificación de los corales se evaluaron a partir de mediciones de peso flotante.
Dado que los pesos flotantes y secos son lineales calcularon la tasa de calcificación directamente a partir de datos del peso flotante.
Resultados sobre la acidificación del mar mediterráneo
De los estudios realizados en toda la cuenca mediterránea se muestran estos hechos:
- La rápida circulación en el mar Mediterráneo ha llevado a una invasión general del CO2 antropogénico en la cuenca.
- La concentración CANT del mar Mediterráneo supera la de cualquier océano.
Estos resultados muestran que la cuenca occidental del mar Mediterráneo está más invadida por CANT que la oriental, especialmente en las capas profundas.
Varios factores podrían explicar las diferencias observadas:
- El tiempo de renovación de las aguas profundas es considerablemente diferente y varía entre 20 y 40 años en la cuenca occidental y aproximadamente 100 años en la cuenca oriental.
- La alta temperatura superficial y la salinidad pueden reducir la solubilidad y penetración de CO2 atmosférico en la cuenca oriental.
En consecuencia:
- El pH promedio del mar Mediterráneo (cuando se realizaron los estudios) es igual a 8.074 ± 0.034.
- Dando la definición de variaciones de acidificación en sus aguas con el tiempo.
Resultados de acidez en la difracción de rayos X
- Los resultados muestran que las masas de agua de mar del Mediterráneo ya están acidificadas.
- La disminución del pH que oscila entre -0.055 y -0.156 unidad de pH se observa por debajo de 300 m desde el comienzo de la revolución industrial.
- Las tres muestras de las áreas con diferente pH demuestran que la acidificación en el mediterráneo puede afectar a las propiedades de las conchas.
Propiedades de las conchas que nos indican la acidificación
- La longitud media del caparazón difirió significativamente entre sitios para la lapa, P. rustica, y el caracol de concha superior O. turbinatus.
- Específicamente las conchas de la lapa P. rustica fueron, en promedio, más largos en el sitio bajo que aquellas en el ambiente.
- En contraste, los caparazones de caracol de capa superior recogidos del sitio Bajo fueron, en promedio,
más cortas que las del sitio Ambiente. - En el muestreo de pH más bajo las zonas de las conchas de los gasterópodos son más pequeñas y están dañadas.
- Vemos que el pH más bajo afecta la estructura de la concha, su composición y el requerimiento de energía para su formación.
Acidificación del océano y consecuencias para los corales
El 98% de las zonas coralinas se encontraban en zonas saturadas y actualmente alrededor del 80% se encuentran en peligro.
En cuanto a la acidificación del mar mediterráneo:
- Se muestran las tasas de crecimiento esquelético en los cuatro primeros meses del experimento, en
que los dos tanques tenían diferentes condiciones de pH. - De estos gráficos podemos notar que mientras estamos en el tratamiento de pH acidificado la tasa de crecimiento esquelético es menor, de hecho después de los cálculos, se demuestra que el crecimiento es un 32% menor para O. patagonica y un 35% más bajo para C. caespitosa en condiciones de pH bajo.
Si los corales llegan a existir mas de 9 millones de especies podrían desaparecer.
Existe una acidificación de los mares
Este estudio demuestra que el mar Mediterráneo está sufriendo una acidificación y que este proceso está generando problemas para la biodiversidad interna.
Existen algunas cuestiones que deben abordarse.
- La acidificación del Mediterráneo.
- El proceso de acidificación tiene un impacto en el mar Mediterráneo que no se compara con el resto de los mares y océanos.
- Su limitado potencial de renovación de agua hace que las concentraciones de CO2 y la acidificación resultante sean un problema.
- La enorme superficie que contiene el mediterráneo está contacto con la atmósfera y sus pequeñas conexiones con el océano abierto son responsables de este fenómeno.
Conchas de moluscos mediterráneos ante la acidificación
El ataque por la acidificación conlleva gastar una mayor energía para mantener su calidad.
Esta inversión extra de energía en el mantenimiento de la carcasa podría ser utilizado en otras tareas, como la reproducción, lo que hace que la probabilidad de que cada individuo sobreviva y pase su información genética a la siguiente generación sea más improbable.
Además, el detrimento de las conchas en las especies de gasterópodos significa la pérdida de su mayor mecanismo de defensa.
La exposición abierta a la depredación disminuirá la capacidad de supervivencia de cada individuo que conduce a una extinción masiva de estos taxones.
Corales y el medio ácido del mediterráneo
El daño causado a los corales presenta uno de los mayores problemas y amenazas para la biodiversidad.
Los corales no solo son especies que forman comunidades sino que forman ecosistemas enteros a su alrededor, gracias a su capacidad para formar arrecifes de coral.
Traen refugio de depredadores y comida para muchas especies marinas.
El aumento de los niveles de acidez en las aguas marinas perjudicará el crecimiento de las especies de coral causando la pérdida de todo el ecosistema eventualmente cuando las aguas alcancen un nivel de acidificación determinado.
Vida marina y la acidificación del océano
Asumiendo que algunos taxones se verán más afectadas que otras, no podemos olvidarnos del equilibrio de los ecosistemas.
Una vez que las especies más amenazadas comienzan perdiendo población, las cadenas tróficas se dañarán.
Como ejemplo, la vida marina que habita en los arrecifes de coral perderá su refugio.
Estos serán más fácilmente cazados por sus depredadores y luego los depredadores sin alimento también se verán afectados en la cantidad de individuos porque disminuiría por esa falta de presas (desequilibrio en la cadena trófica).
Si estos depredadores también son presa de otras especies super-depredadoras, ocurrirá lo mismo.
Las especies que no pueden adaptarse a este cambio en las cadenas tróficas tendrán más probabilidades de desaparecer y extinguirse.
Lo mismo se puede agregar sobre la evolución de las especies proveniente de los cambios de acidez.
Los cambios que se producen tan rápidamente en el tiempo condicionan la evolución.
Las especies afectadas pueden no experimentar la adaptación en absoluto. Si una especie o una rama de especies pueden tolerar estos cambios, sobrevivirá y su descendencia colonizará las áreas de las especies que no pueden
adaptarse.
En definitiva, la acidificación del mar y sus efectos son más peligrosos en el mar Mediterráneo que en el resto de los océanos y mares del mundo.
Ésta acidificación en el mediterráneo es producida por el aumento de los niveles de CO2 en la atmósfera, originados por la combustión de energías fósiles, la única forma de detenerla o disminuir sus efectos es rebajar la concentración de este gas en la atmósfera.