Oceany stają się coraz bardziej kwaśne z powodu nadmiaru dwutlenku węgla w atmosferze. Zakwaszenie wód zagraża ekosystemom morskim, rafom koralowym i gospodarce. Jakie są przyczyny tego zjawiska i czy można je powstrzymać?
Oceany pokrywają ponad 70% powierzchni Ziemi, regulując klimat, dostarczając tlen i wspierając miliony gatunków oraz miliardy ludzi zależnych od zasobów morskich. Jednak w ostatnich dekadach obserwujemy niepokojące zjawisko: wody oceaniczne stają się coraz bardziej kwaśne. Proces ten, zwany zakwaszeniem oceanów, jest jednym z najpoważniejszych skutków zmian klimatycznych, a jego konsekwencje mogą zagrozić ekosystemom morskim, rybołówstwu i globalnej gospodarce. W Polsce, choć nie jesteśmy krajem oceanicznym, zakwaszenie Bałtyku wpływa na lokalne rybołówstwo i bioróżnorodność.
Dlaczego oceany stają się kwaśne? Główną przyczyną jest nadmierna emisja dwutlenku węgla (CO2) do atmosfery, która prowadzi do chemicznych zmian w wodzie morskiej.
Mechanizm zakwaszenia oceanów
Zakwaszenie oceanów to proces, w którym pH wody morskiej maleje, czyniąc ją bardziej kwaśną. Skala pH, która mierzy kwasowość lub zasadowość roztworu, wynosi od 0 (bardzo kwaśny) do 14 (bardzo zasadowy). Przed epoką przemysłową średnie pH powierzchni oceanów wynosiło około 8,2, co czyniło je lekko zasadowymi. Obecnie wynosi ono około 8,1, co odpowiada spadkowi o 0,1 jednostki pH – pozornie niewielkiemu, ale oznaczającemu 30% wzrost kwasowości, ponieważ skala pH jest logarytmiczna.
Proces zakwaszenia zaczyna się od absorpcji dwutlenku węgla przez oceany. Oceany działają jak ogromny pochłaniacz CO2, wchłaniając około 25% emisji tego gazu z atmosfery. Gdy CO2 rozpuszcza się w wodzie morskiej, zachodzi seria reakcji chemicznych:
- Tworzenie kwasu węglowego: CO2 reaguje z wodą (H2O), tworząc kwas węglowy (H2CO3).
- Dysocjacja kwasu: Kwas węglowy rozpada się na jony wodorowe (H⁺) i jony wodorowęglanowe (HCO3⁻), a następnie częściowo na jony węglanowe (CO3²⁻).
- Wzrost kwasowości: Jony wodorowe (H⁺) obniżają pH wody, czyniąc ją bardziej kwaśną, a jednocześnie zmniejszają stężenie jonów węglanowych, które są kluczowe dla organizmów morskich, takich jak koralowce czy małże.
Od początku rewolucji przemysłowej w XVIII wieku stężenie CO2 w atmosferze wzrosło z 280 ppm (cząsteczek na milion) do ponad 420 ppm w 2025 roku, głównie z powodu spalania paliw kopalnych, wylesiania i przemysłu. Oceany pochłonęły około 525 miliardów ton CO2, co przyspieszyło zakwaszenie wód. Jeśli emisje nie zostaną ograniczone, do 2100 roku pH oceanów może spaść do 7,8, co oznaczałoby 150% wzrost kwasowości w porównaniu z epoką przedindustrialną.
Przyczyny zakwaszenia oceanów
Główną przyczyną zakwaszenia oceanów jest antropogeniczna emisja dwutlenku węgla (CO₂), jednak istnieje również szereg innych czynników, które wpływają na to zjawisko.
Po pierwsze, spalanie paliw kopalnych – głównie w elektrowniach węglowych, transporcie i przemyśle – generuje ogromne ilości CO₂. W 2024 roku globalne emisje tego gazu osiągnęły 37 miliardów ton. Znaczna część tych emisji pochodzi z krajów o dużej gospodarce przemysłowej, takich jak Chiny, Stany Zjednoczone i Indie. Część tego CO₂ trafia do atmosfery, a następnie jest pochłaniana przez oceany, powodując spadek pH wody morskiej.
Drugim istotnym czynnikiem jest wylesianie. Lasy, zwłaszcza tropikalne, pełnią funkcję naturalnych pochłaniaczy dwutlenku węgla. Ich masowa wycinka, m.in. w Amazonii i Azji Południowo-Wschodniej, ogranicza zdolność biosfery do wiązania CO₂, co prowadzi do jego zwiększonego stężenia w atmosferze. W efekcie więcej tego gazu trafia do oceanów, przyczyniając się do ich zakwaszenia.
Trzecim czynnikiem są emisje innych gazów cieplarnianych, takich jak metan (CH₄) i podtlenek azotu (N₂O), które pochodzą głównie z rolnictwa (m.in. hodowla bydła, stosowanie nawozów) oraz przemysłu chemicznego. Choć nie oddziałują bezpośrednio na zakwaszenie, przyczyniają się do zmian klimatycznych, które zakłócają bilans węglowy i mogą pośrednio nasilać proces zakwaszania oceanów.
Czwartym, bardziej lokalnym czynnikiem są zanieczyszczenia wpływające do mórz i oceanów, szczególnie w regionach takich jak Morze Bałtyckie. W przypadku Polski, spływy nawozów z rolnictwa powodują eutrofizację, czyli nadmierny rozwój fitoplanktonu. Po ich obumarciu materia organiczna ulega rozkładowi, co prowadzi do zwiększonego zużycia tlenu i produkcji CO₂ bezpośrednio w wodzie, pogłębiając lokalne zakwaszenie.
Wszystkie te czynniki razem tworzą złożony i dynamiczny system, w którym działalność człowieka coraz silniej oddziałuje na chemię oceanów, zagrażając wielu ekosystemom morskim.
W Polsce emisje CO2, choć niższe niż w największych gospodarkach, nadal są znaczące – w 2024 roku wyniosły około 300 milionów ton, głównie z energetyki opartej na węglu. Choć Bałtyk jest morzem śródlądowym, jego stosunkowo niski poziom wymiany wód z oceanem sprawia, że jest szczególnie podatny na zakwaszenie.
Skutki zakwaszenia dla ekosystemów morskich
Zakwaszenie oceanów niesie ze sobą poważne i długofalowe konsekwencje dla życia morskiego, które stanowi fundament globalnych ekosystemów oraz istotną część światowej gospodarki.
Szczególnie narażone są rafy koralowe, nazywane „lasami deszczowymi oceanów”. Są one bardzo wrażliwe na zmiany pH wody morskiej. W kwaśniejszym środowisku maleje dostępność jonów węglanowych, które są niezbędne do budowy szkieletów koralowców. Zgodnie z raportem IPCC z 2022 roku, jeśli obecne tempo zakwaszenia się utrzyma, do 2050 roku aż 70–90% raf koralowych może całkowicie zniknąć. Taki scenariusz stanowi poważne zagrożenie dla bioróżnorodności oraz rybołówstwa w regionach tropikalnych.
Drugim skutkiem jest negatywny wpływ na organizmy tworzące muszle i szkielety wapienne, takie jak małże, ostrygi, ślimaki czy niektóre gatunki planktonu. W środowisku o obniżonym pH ich muszle stają się cieńsze, słabsze lub wręcz zaczynają się rozpuszczać, co znacząco zagraża ich przetrwaniu. Przykładowo w Morzu Bałtyckim może dojść do spadku liczebności omułków, co z kolei wpłynie na lokalne rybołówstwo i równowagę biologiczną tego akwenu.
Trzecią konsekwencją jest zaburzenie morskiego łańcucha pokarmowego. Plankton, stanowiący podstawę żywienia dla wielu gatunków ryb, ptaków morskich i ssaków, jest szczególnie wrażliwy na zmiany chemiczne w wodzie. Spadek jego populacji może prowadzić do zmniejszenia liczby ryb i innych organizmów zależnych od niego, a w efekcie do zakłócenia całych ekosystemów oceanicznych. Kolejnym problemem są zmiany w zachowaniu organizmów morskich. Badania naukowe wykazują, że zakwaszenie wpływa na zmysły ryb, w tym na ich zdolność do wykrywania drapieżników. Może to prowadzić do zwiększonej śmiertelności młodych osobników oraz do zaburzenia relacji drapieżnik-ofiara, co ostatecznie wpływa na stabilność populacji różnych gatunków. Zakwaszenie oceanów stwarza zagrożenie dla globalnego rybołówstwa i akwakultury. Obecnie ryby i owoce morza dostarczają około 17% białka zwierzęcego w diecie ludzi na całym świecie. W Polsce rybołówstwo, szczególnie bałtyckie, ma duże znaczenie gospodarcze – generuje około 1,5 miliarda złotych rocznie. Zakwaszenie może jednak doprowadzić do spadku populacji dorsza i śledzia, co nie tylko zagrozi źródłom utrzymania rybaków, ale również wpłynie na bezpieczeństwo żywnościowe kraju.
Skutki dla ludzi i gospodarki
Zakwaszenie oceanów ma również bezpośredni wpływ na ludzi, zarówno w wymiarze ekonomicznym, jak i społecznym. Powoduje ono ogromne straty gospodarcze. Światowa Organizacja Handlu szacuje, że do 2100 roku globalne koszty zakwaszenia oceanów mogą sięgnąć nawet 1 biliona dolarów rocznie. Straty te wynikają głównie z ograniczenia połowów ryb, spadku dochodów z turystyki oraz utraty tzw. usług ekosystemowych, takich jak ochrona wybrzeży przez rafy koralowe. W Polsce, gdzie znaczna część rybołówstwa koncentruje się na wybrzeżu Morza Bałtyckiego, skutki te mogą być szczególnie odczuwalne w miastach takich jak Gdańsk czy Kołobrzeg, gdzie lokalne społeczności są uzależnione od połowów i związanych z nimi gałęzi gospodarki.
Zakwaszenie oceanów stanowi realne zagrożenie dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego. Miliardy ludzi na całym świecie – zwłaszcza w krajach rozwijających się – opierają swoją dietę na rybach jako podstawowym źródle białka. Jeśli populacje ryb ulegną zmniejszeniu, może to prowadzić do niedoborów żywności, wzrostu cen i pogłębienia problemu głodu w najbardziej narażonych regionach.
Kolejnym skutkiem jest spadek dochodów z turystyki. Wiele regionów świata, takich jak obszary wokół Wielkiej Rafy Koralowej w Australii, czerpie miliardy dolarów rocznie z turystyki związanej z nurkowaniem, snorkelingiem i obserwacją przyrody morskiej. Degradacja raf koralowych wskutek zakwaszenia prowadzi nie tylko do utraty naturalnych atrakcji, ale również do upadku wielu lokalnych biznesów i miejsc pracy. Zakwaszenie pociąga za sobą konieczność kosztownej adaptacji. Działania takie jak budowa sztucznych raf, ochrona i odbudowa wybrzeży, czy rozwój bardziej odpornych gatunków ryb i skorupiaków, wymagają znacznych inwestycji technologicznych i finansowych. Są to wydatki, które zmuszą zostać poniesione zarówno przez rządy, jak i przez sektor prywatny, jeśli chcemy ograniczyć skutki tego procesu i zapewnić przyszłym pokoleniom stabilne warunki życia.
