Acidificación de océanos

Para empezar a explicar lo que es la acidificación de los océanos es importante empezar con algunos conceptos de la química básica. El agua puede ser ácida, básica o neutra, cuanto mayor sea el nivel de hidrógenos en su composición, más ácida será la solución, esta característica se cuantifica en la escala del 0 al 14 del pH.

Con respecto a los océanos, estos tienen una gama básica de 8 a 8.3 de pH. Esta característica depende de los gases de efecto invernadero que se encuentran en la atmósfera, principalmente el  Dióxido de Carbono (CO2), debido a la alta capacidad de absorción de CO2 propia de los océanos, se estima que hay aproximadamente 60 veces más CO2 en los océanos que en la atmósfera.

Sin embargo, la reacción del CO2 al contacto con el agua, forma el ácido carbónico, lo cual es considerado un ácido débil lo cual facilita mayor acidez al medio marino.

Por lo tanto, el efecto de la acidificación en los océanos es el resultado de las emisiones de CO2 a la atmósfera procedentes de las actividades humanas, este aumento de las partes por millón del CO2 es absorbido por los océanos y ha generado un descenso del pH del agua en el mar.

Al momento en que disminuye el pH, disminuye drásticamente la disponibilidad de carbonato y se producen cambios en la composición química del agua.

Por lo que la acidificación de océanos ocurre cuando altas concentraciones de CO2 son absorbidas por los océanos, una porción del dióxido de carbono reacciona con el agua y forma el ácido carbónico (H2CO3), uno de los hidrógenos del ácido carbónico se separa y genera iones de hidrógeno (H+) y iones bicarbonatos (HCO3).  La mayoría de iones hidrógenos sueltos, se combinan con el ion carbonato (CO3),para formar más iones bicarbonatos HCO3 , el cuál genera un desequilibrio en la calcificación de algunos organismos como corales, moluscos para formar conchas y otras partes duras. . A medida que el océano absorbe más CO2, impide la absorción del CO3 debido a la gran cantidad de iones hidrógenos que se asocian a este compuesto.

La acidificación del océano es considerada una amenaza importante a los arrecifes de coral, estos cambios reducen la disponibilidad de carbonato que los corales formadores de arrecife necesitan para producir su esqueleto. La teoría que explica este hecho predice que la tasa de calcificación de corales disminuye mientras que reduce la concentración de carbonato, pero está teoría aun no está confirmada. Por otro lado, algunos estudios de laboratorio muestran que la densidad del esqueleto está directamente relacionada a los cambios en la concentración de carbonatos en la superficie del agua del océano.

El carbonato de calcio (aragonito, una de las formas cristalizadas del CaCO3), es el principal compuesto formador para la estructura del esqueleto de coral, y provee comida, refugio y sustrato para otros organismos, por lo tanto, los corales han sido vulnerables a los cambios climáticos, incluyendo la acidificación de océanos la cual reduce la concentración de carbonatos  que los corales necesitan para construir sus esqueletos debido a la asociación con la disponibilidad de iones hidrógenos presentes en el océano.  

La saturación de aragonito en climas tropicales es mayor que en climas polares debido a que el CO2 es más soluble en aguas frías. La saturación de aragonito con relación al aumento en las altas concentraciones de CO2 sobre el océano, así como al aumento en la temperatura en la superficie del océano ha provocado una disminución en la saturación de aragonito en los océanos, está problemática continuará hasta que las condiciones químicas necesarias del ciclo del carbono se estabilicen con respecto a sus concentraciones,y pueda mantener estables la disposición del ion carbonato para la calcificación de algunos organismos marinos, de otra manera el ion carbonato puede desaparecer a medida que excedemos las concentraciones de CO2  sobre la atmósfera por arriba de 550 ppm.

Ocean acid aragonite by NOAA

Además de la tasa de calcificación, crecimiento y reproducción, la acidificación de los océanos afecta la relación simbiótica del alga Zooxanthellae y su productividad de esta asociación, la acidificación ha contribuido más en los eventos de blanqueamiento que en la disminución en la tasa de calcificación, en algunos estudios de laboratorio las altas concentraciones de CO2 y el incremento de la temperatura han reducido la tasa de calcificación y productividad de estos ecosistemas.

Algunos estudios indican que la alta dosis de CO2 y la disminución del pH interrumpen los mecanismos fotoproductivos en los cloroplastos de la zooxantela y produce bajas tasas de fotorrespiración, además de que el incremento en los niveles de luz en algunos experimentos, combinados con la radiación solar y el aumento en las concentraciones de CO2 inducen a eventos de blanqueamiento.  

En conclusión, a medida que las concentraciones de CO2 incrementen en la atmósfera, la acidificación de océanos seguirá afectando en diferentes maneras al desarrollo y funcionamiento de los arrecifes de coral y de otros ecosistemas asociados.

Blanqueamiento, Puerto Morelos, México.  Fotografía: Ximena Lizaola

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