Məlumat

Əvvəlki dövrlərdə qabıqlı balıqlar və mərcan turşulu okeanlarda necə sağ qaldı?

Əvvəlki dövrlərdə qabıqlı balıqlar və mərcan turşulu okeanlarda necə sağ qaldı?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Yer tarixinin çox hissəsi boyunca planetdə daha çox CO var2 onun atmosferində, düzdür? Buna görə də okeanların pH-ı daha da aşağı idi, elə deyilmi? CaCO necə oldu3-o vaxt heyvanlardan istifadə edərək qabıqlarını yaradırdılar?


Atmosferdəki karbon qazının səviyyəsi tarixdə müəyyən hədləri keçdikdə və okeanların turşuluğunu əhəmiyyətli dərəcədə artırdıqda, onlar sağ qalmadılar; mərmilər və ya skeletlər üçün istifadə etmək üçün dəniz həyatı üçün daha az karbonat buraxır. Məsələn, dəniz həyatının 96%-ə qədəri (CaCO-lu orqanizmlər də daxil olmaqla).3 skeletlər) Yer kürəsinin məlum olan ən şiddətli yox olma hadisəsində yox oldu, Perm-Trias dövrünün yox olması. Başqa bir hadisə çağırıldı Paleosen-Eosen Termal Maksimum bentiklərin kütləvi məhvinə səbəb olmuşdur foraminiferlər.

Fanerozoyda beş dəfə [son 542 milyon il (Mənim)], dəniz heyvanlarının dörddə üçündən çoxu kütləvi şəkildə yoxa çıxdı. Bu hadisələrin hər biri Yerin karbon dövranında əhəmiyyətli dəyişikliklə əlaqələndirilir. Bununla belə, karbon dövriyyəsinin çoxlu pozuntuları var ki, onların geoloji qeydlərində izi demək olar ki, yalnız ətraf mühitlə bağlıdır. Bu digər hadisələr nisbətən xeyirxahdır, nəsli kəsilmə nisbətləri fon səviyyəsindən yuxarı qalxsa da.

Yaxşı öyrənilmiş iki nümunə bu fərqləri göstərir. Son Perm dövrü [~252 milyon il əvvəl (Ma)], Fanerozoyda ən şiddətli kütləvi yox olma, 104-105 il ərzində baş verir; sönmə intervalı dərhal oxşar müddətə malik karbon dövrünün pozulmasından sonra baş verir. Paleosen-Eosen Termal Maksimum (~55,5 milyon milyon il) qlobal istiləşmə və okeanların turşulaşmasının birmənalı əlamətləri ilə təxminən oxşar zaman miqyasında bir karbon dövrü hadisəsidir. Bu, bentik foraminiferlərin əhəmiyyətli dərəcədə məhv olması ilə əlaqələndirilir, lakin digər böyük nəsli kəsilməyə dair heç bir dəlil yoxdur. Bu iki hadisəni bu qədər fərqli edən nədir? Son Perm sönməsinin kütləvi vulkanizmlə birmənalı şəkildə baş verməsi, Paleosen-Eosen Termal Maksimum ilə müqayisədə Perm sonu karbon izotopik ekskursiyasının daha böyük miqyası kimi bir göstəricidir. Bununla belə, bütün Fanerozoyda tətbiq olunan heç bir ümumi fərq mövcud deyil.

Yer sistemində fəlakətin hədləri
Daniel H. Rothman tərəfindən
Elmdə irəliləyişlər | 20 Sentyabr 2017: E1700906
http://advances.sciencemag.org/content/3/9/e1700906.full

(mənimkini vurğulayın, sitat nömrələri silindi)

Knollun müvafiq araşdırmasından bir parça və b. Perm sonu kütləvi məhvinin təsirləri haqqında biomineralizasiya kalsium karbonatın skeletini meydana gətirən və yüksək CO-ya həssas olan heyvanların nəsli kəsilmə faizlərini ehtiva edir.2 səviyyələr:

Dəniz səltənətində aktiv dövriyyəsi və qaz mübadiləsi üçün işlənmiş qəlpələri (və ya ağciyərləri) olan heyvanlar yüksəlmiş P-ni kompensasiya edir.CO2 bu xüsusiyyətləri olmayan orqanizmlərdən daha yaxşıdır. Həmçinin, normal olaraq yüksək daxili P olan heyvanlarCO2 , o cümlədən infauna və yüksək sürətlə maddələr mübadiləsini həyata keçirə bilən metazoanlar, karbon qazında eksperimental artımlara diferensial şəkildə yaxşı dözürlər. Kalsium karbonatın skeletini təşkil edən heyvanlar arasında, mineralların çökdüyü mayelərin pH balansına fizioloji nəzarət edə bilən növlər məhdud tamponlama qabiliyyətinə malik olanlardan daha yaxşı işləyir. Bu xüsusiyyətlərə əsaslanaraq, Knoll et al. (1996) Son Perm dəniz faunasını müvafiq olaraq yüksək və aşağı gözlənilən sağ qalma ilə iki qrupa ayırdı.

Proqnozlaşdırıldığı kimi, “həssas” qrupdakı cinslərin 81%-i sərhəddə yoxa çıxdı, nominasiya edilmiş “tolerant” nəsillərin isə yalnız 38%-i məhv oldu (Şəkil 6A). Skelet fiziologiyası tək nəzərə alındıqda selektivlik daha qabarıq görünür (Şəkil 6B; ​​Bambach və Knoll, hazırlıqda). Nəsillərin tam 88%-i kütləvi karbonat skeletləri əmələ gətirən, lakin mayeləri (süngərlər, cnidariyalar, bryozoanlar, kalsiatlı braxiopodlar) bufer etmək qabiliyyətinə malik olan qruplarda yoxa çıxdı. Bunun əksinə olaraq, kalsium karbonatdan başqa materiallardan skeletlər quran qruplar öz nəsillərinin yalnız 10%-ni itirdi. Karbonat skeletlərinə əsaslı bağlılığı olan, lakin daxili mayelərin kimyasını tənzimləmək üçün müəyyən fizioloji qabiliyyəti olan mollyuskalar kimi ara takson qrupları öz nəsillərinin 53%-ni itirdi. Bunlardan yuxarıda qeyd olunan digər meyarlar əsasında həssas hesab edilən cinslər başqa cür tolerant hesab edilənlərdən iki dəfə çox nəsli kəsildi.

Biomineralizasiya və Təkamül Tarixi
Andrew H. Knoll tərəfindən
Orqanizm və təkamül biologiyası şöbəsi
Harvard Universiteti
Cambridge, Massachusetts, 02138 ABŞ
https://web.archive.org/web/20100620222809/http://www.geochem.geos.vt.edu/bgep/pubs/Chapter_11_Knoll.pdf

(mənimkini vurğulayır)


Qabıqlı balıqlar

Qabıqlı balıqlar müxtəlif növ molyusklar, xərçəngkimilər və exinodermlər də daxil olmaqla qida kimi istifadə edilən ekzoskelet daşıyan su onurğasızları üçün danışıq və balıqçılıq terminidir. Ən çox növ qabıqlı balıqlar duzlu su mühitindən yığılsa da, bəzilərinə şirin suda rast gəlinir. Bundan əlavə, məsələn, bir neçə növ quru xərçəngi yeyilir Kardizoma guanhumi Karib dənizində. Qabıqlı balıqlar ən çox yayılmış qida allergenləri arasındadır. [1]

Adına baxmayaraq, qabıqlı balıqlar balıq deyillər. Ən qabıqlı balıqlar qida zəncirində aşağı səviyyədədir və əsasən fitoplankton və zooplanktondan ibarət pəhriz yeyirlər. [2] Bir çox qabıqlı balıq növləri və xüsusilə xərçəngkimilər, əslində həşərat və araknidlərlə yaxından əlaqəlidirlər. Mollyuskalara sefalopodlar (kalamarlar, ahtapotlar, mürekkepbalığı) və ikiqapaqlılar (milyuslar, istiridyələr), həmçinin qarınayaqlılar (ilbizlər və şlaklar kimi suda yaşayan növlər, məsələn, qabıqlar və qıvrımlar) daxildir.

İnsanlar tərəfindən qida mənbəyi kimi istifadə edilən mollyuskalara bir çox midye, midye, istridyə, göz qapaqları və tarak növləri daxildir. Adətən yeyilən bəzi xərçəngkimilər karides, omar, xərçəngkimilər və xərçənglərdir. [3] Ekinodermlər molyusklar və xərçəngkimilər kimi yemək üçün o qədər də tez-tez yığılmır, lakin dəniz kirpisi cüyür dünyanın bir çox yerlərində olduqca məşhurdur, burada canlı ləzzəti daşımaq daha çətindir. [4] [5]


Okean Tarixinə Qazma

Məhkəmə detektiv işi kimi, mərcan karotu keçmiş hadisələrlə bağlı nəzəriyyələrə təfərrüat və etibarlılıq əlavə etmək və onların ümumiyyətlə baş verdiyini sübut etmək üçün etibarlı bir üsula çevrildi. Unutmaq asandır ki, 1970-ci illərə qədər heç kim mərcanların illik böyümə halqaları yaratdığından əmin deyildi. Həmin vaxt Havay Universitetinin geofizikləri qrupu Sakit okeanın cənubunda yerləşən Enewetak Atolluna baş çəkdi.

Enewetak qeyri-adi tarixə malik sadə bir ada idi: Birləşmiş Ştatlar 1940-cı və 50-ci illərdə müxtəlif tarixlərdə orada nüvə bombalarını sınaqdan keçirdi. Havay tədqiqatçıları Enewetak yaxınlığındakı mərcan skeletlərinin bu radioaktivliyin sübutunu göstərib-göstərmədiyini görməklə maraqlanırdılar. Mərcan nüvəsi təbəqələri məlum yarı ömrü olan radioaktiv elementləri ehtiva edərsə, hər bir böyümə halqasının nə vaxt edildiyini demək olar ki, dəqiq hesablamaq olardı. &ldquoOnlar böyük bir koloniyadan bir dilim götürdülər, bir ay ərzində qaranlıq otaqda [işığa] həssas kağıza qoydular və bir sıra radioaktiv lentlər gördülər,&rdquo Lough dedi. Kağızdakı lentlər arasındakı məsafə mərcanın gizli strukturunda kəşf ediləcək daha çox şeyin ola biləcəyinə işarə etdi ki, bu da əlavə bir testin lazım olduğunu göstərir. &ldquoOnlar yerli həkimlə əlaqə saxlayıb dedilər: &lsquoMərcan dilimimizi rentgen çəkməyə razısınızmı?&rsquo&rdquo

Mərcan dilimləri rentgen skanerinə qoyulduqda, mərcan skeletini təşkil edən kalsium karbonatın sıxlığını əks etdirən fərqli işıq və qaranlıq böyümə halqaları göründü. Skeletdəki radioaktiv elementlərin müəyyən edilməsi hər il ikiqat halqa dəstinin qoyulduğunu ortaya qoydu: daha böyük, daha məsaməli bir üzük və daha dar, daha sıx bir üzük. 1972-ci ildə ElmTədqiqatçılar nüvələri &ldquocoral xronometrlər&rdquo adlandıraraq, onların təbii saatlar kimi faydalı olduğuna işarə etdilər. Digər elm adamları o vaxtdan bəri mərcanların temperaturun daha mülayim olduğu yaş mövsümlərində daha böyük böyümə halqaları və şərtlərin daha ekstremal olduğu quraq mövsümlərdə daha kiçik halqalar qoyduğunu bildirdilər.

Mərcan növləri ildə 0,3 ilə 10 santimetr arasında böyüyür, lakin ümumi qayda odur ki, məsələn, 100 santimetr uzunluğundakı nüvə nümunəsi bu mərcan tarixinin təxminən 100 illik rekordunu təqdim edir. Çox vaxt bu, ən son 100 ildir, lakin həmişə deyil. Fosilləşmiş mərcanlar, 100.000 ildən çox əvvəl, son buzlaqlararası dövrə qədər uzanan böyümə halqalarının ardıcıllığını ehtiva edə bilər. X-ray skanları bu gün də mərcan böyüməsi halqalarının nisbi sıxlığını qiymətləndirmək üçün istifadə olunur ki, bu da üzüklərin yaradıldığı dövrdəki iqlim şəraitini əks etdirir. Lakin dəniz alimləri digər mərcan əsas xüsusiyyətlərinin də əhəmiyyətini kəşf etmək üçün davamlı olaraq çalışdılar.

Mərcan detektivlərinin tapdıqları nüvənin içərisindəki ən zəngin məlumat anbarlarından biri, okean suyundakı iz elementlərinin illik rekordudur. Mərcan polipləri, skeletlərini qurmaq üçün lazım olan mineralları çıxarmaq üçün okean suyunu götürürlər, buna görə də hər bir karbonat təbəqəsi təbəqə yaradılarkən suda olan hər şeyi kiçik miqdarda ehtiva edir. Kvinslend Universitetinin paleontoloqu Qreqori Uebbin sözlərinə görə, mərcan halqaları ağac halqaları qədər gözəl və sıx olsa da, skeletin mürəkkəb daxili formasına görə&rdquo, &ldquotbecərdikləri suyun kimyasını qeyd edirlər&rdquo

Buna görə də, mərcan nüvəsinin tərkibinin sınaqları elm adamlarına bir ildən digərinə okean zonasında çoxlu müxtəlif birləşmələrin səviyyələrini təyin etməyə imkan verir. Bu, mərcanla çox az əlaqəsi olan planetar proseslərə dair fikirlər verə bilər. Çinin Guangxi Key Laboratoriyasının dəniz alimləri son 150 il ərzində Şərqi Asiya qış mussonlarının gücünü, lantan və serium kimi nadir torpaq elementlərinin hər qatında ölçməklə müəyyən ediblər. Poritesmərcan nüvəsi. Bu nadir torpaq elementləri qış fırtınaları zamanı yığılan toz burulğanlarından əmələ gəlir, ona görə də elementlərin yayılması fırtına intensivliyinin etibarlı ölçüsüdür.

Eyni şəkildə, mərcan nüvəsi testləri, əvvəllər tapılanlardan daha ətraflı olan insan tərəfindən çirklənmənin tarixi sübutlarını ortaya qoyur. Lough və onun həmkarları Böyük Baryer rifindən müasir nüvələrdən nümunə götürür və çox vaxt sənaye istehsalından gələn qurğuşun və kadmium kimi zəhərli metalların səviyyələri üçün böyümə təbəqələrini sınaqdan keçirir. Tərtibatçılar liman tikə, çöküntüləri mərcan rifinin üzərinə tökə və onların müdaxiləsinin okeana heç bir təsiri olmadığını israr edə bilərlər&mdashlakin, Loughun qeyd etdiyi kimi, &ldquoto mərcan nüvələri ətraf mühitin necə dəyişdiyini qərəzsiz müşahidə edənlərdir&rdquo.

Mərcan nüvələri də rəsmi ölçmələr aparılmazdan əvvəlki illərdə okean temperaturunun yeganə etibarlı qeydlərini təmin edir. Sular daha soyuq olduqda, mərcanlar skeletlərini qurmaq üçün istifadə etdikləri kalsium karbonatı əlavə etmək üçün stronsium elementindən daha çox istifadə edirlər. Mərcan nüvəsinin hər qatında kalsiumun stronsiuma nisbətini hesablayaraq, tədqiqatçılar həmin təbəqənin yarandığı zaman okeanın temperaturunun nə olduğunu müəyyən edə bilərlər.

Bu texnikanı Ekvadorun Galápagos adaları ətrafındakı tropik Sakit okean sularının mərcan nüvələrində istifadə edərək, Arizona Universitetinin geoalimi Qloriya Ximenez və həmkarları bu yaxınlarda 1940-cı ildən 2010-cu ilə qədər suyun temperaturu dəyişikliklərinin təfərrüatlı rekordunu topladılar. Əvvəlki temperatur qeydləri ərazi üçün ləkəli idi. Qalápagosda okeanın istiləşməsinin dərinliklərdən gələn sərin axınlar səbəbindən məhdud olduğunu göstərirdi. Lakin Jimenez-in mərcan nüvəsi məlumatları fərqli bir hekayə dedi: Ərazidəki sular həqiqətən 1970-ci illərin sonundan istiləşməyə başladı və 1980-ci illərin əvvəllərində isti El Niño cərəyanlarının keçdiyi zaman bir sıçrayış oldu. Bu davamlı istiləşmə tendensiyası o deməkdir ki, Galápagos ətrafındakı qayalıqlar əvvəllər düşünüldüyündən daha çox təhlükə altında ola bilər.

Müasir mərcan formasiyalarının altında Jimenez tədqiqatları daşlaşmış mərcan nüvələrində bağlanmış başqa bir məlumat yığınıdır. Qorunma vəziyyətindən asılı olaraq, bu nüvələr Webb kimi tədqiqatçılara okean temperaturu qeydlərini 100.000 ildən çox keçmişə qədər uzatmağa imkan verir. Webb-in xüsusi bir gəmisi var, tədqiqat gəmisi D Hill, Böyük Sədd rifinin altındakı qədim təbəqələrdən əsas nümunələr götürmək üçün qazma platformasına malikdir.

Uebb və komandası fosilləşmiş mərcan nüvələrini bərpa etdikdən sonra uran-torium tarixçəsindən istifadə edərək nüvənin yaşını təyin edə bilərlər. Kütləvi spektrometr analizi nüvənin təbəqələrində olan iz uranın nə qədərinin toriuma qədər parçalandığını göstərir və iki element arasındakı nisbət hər təbəqənin təxmini yaşını hesablamaq üçün istifadə olunur. Jimenez kimi, Webb də hər bir mərcan zolağının yaradıldığı zaman okean temperaturlarını hesablamaq üçün stronsium-kalsium nisbətlərindən istifadə edir və o, tarixdən əvvəlki sularda iz elementlərinin yayılmasını izləmək üçün öz fosil nüvələrindən istifadə edir. &ldquoBiz bütün Holosendən nüvələri bərpa edə bildik&rdquo Webb, təxminən 12.000 il əvvəl başlayan indiki geoloji dövrə istinad edərək dedi. &ldquoBiz iqlim və su keyfiyyəti məsələlərini eyni qayada, eyni dəqiq yerdə, lakin 100.000 il fərqlə müqayisə etməyə başlaya bilərik.&rdquo

Webb's rsquos fosil nüvəsinin təhlili də qədim geoloji proseslərin yeni sübutlarını ortaya qoyur. Avstraliya sahillərində Böyük Səd rifinin bir bölgəsi olan Heron rifinə son səfəri zamanı o və komandası nasazlıqla qarşılaşıb. Komandanın rsquos qurğusu dənizin dibinə 30 metr qazmağa qadirdir və bir gün onlar hesabladılar ki, onlar tezliklə 100.000 ildən çox əvvəl Pleistosen dövrünün son buzlaqlararası dövrünə aid layları vuracaqlar. Ancaq onlar heç vaxt bunu tam şəkildə edə bilməyiblər. &ldquoBiz təxminən 15 metr hündürlükdə Pleistosen dövrünü vuracağımızı düşünürdük&rdquo Webb xatırladı. &ldquoBu dərinliyin nə olacağı ilə bağlı mərclərimiz var idi&mdashkimsə 12, kimsə 14 götürdü. Bildiyiniz növbəti şey, biz 22-yə baxırıq və hələ vurmamışdıq. Təsadüfən bir vadidə qazma işləri gördük və biz bunu heç gözləmirdik.&rdquo

Məlum olub ki, mərcan nüvəsində dəniz səviyyəsinin 130 metrə qədər aşağı olduğu və bütün Böyük Səd rifi strukturunun dalğaların üzərində olduğu son buz dövrünə aid bir təbəqə var idi. Külək, yağış və axar su həmin yerdəki açıq əhəng daşını hündür, sıldırım, sıldırımlı təpələrlə əhatə olunmuş dərin çökəkliyə qovuşdurdu. Dəniz səviyyəsi yenidən qalxdıqda, cərəyanlar və dalğalar su altında qalan vadini çöküntü hissəcikləri ilə doldurdu və bu ərazi ərazidə böyüyən yeni mərcan riflərinin əsasına çevrildi. Bu kəşf tədqiqatçılara belə qənaətə gəlməyə kömək etdi ki, müasir qayaların forması adətən əvvəlki qayaların forması və ya bəzi elm adamlarının düşündüyü kimi onların böyüdüyü geoloji strukturlarla müəyyən edilir. Çöküntülərin yığılması köhnə strukturların konturlarını örtə bilər və yeni qayaların böyüməsi üçün daha düz bir səth təmin edə bilər. Eyni zamanda, mərcan riflərindəki ən yüksək nöqtələr yalnız dəniz səviyyəsinin onlara icazə verdiyi qədər böyüyə bilər, bu da onların yuxarıdan yastılaşdığını göstərir.

Dənizin dəyişən hərəkətləri həmişə bu unikal ekosistemlərin formalaşmasında ayrılmaz rol oynamışdır. Təbiət Geologiyasıyalnız bu həftə buraxıldı, daha çox təsdiq etdi. Sidney Universitetindən Codi Vebster, Fransadakı Pierre Simon Laplas İnstitutundan Bryan Lougheed və onların həmkarları Böyük Sədd rifinin altından müxtəlif qədim mərcan nüvələri çıxarıblar. Skelet maddəsinin və nüvələrdəki çöküntülərin təhlili göstərdi ki, dəniz səviyyəsinin dəyişməsi son 30.000 il ərzində riflərin bəzi hissələrini beş dəfə öldürmüşdür və bəzən qayalar havaya məruz qaldıqda və bəzən yüksələn sulardakı çöküntülər işığın səthə çatmasına mane olduqda. rif. Bununla belə, başqa yerlərdən köçən mərcan polipləri və onun canlı mərcan birləşmələri mövcud olan ən yaxşı su və işıq şəraitindən faydalanmaq üçün zamanla ətrafa köçərək hər bir halda rif yenidən böyüdü.

Bir nüvə nümunəsindəki hər bir mərcan təbəqəsinin bənzərsiz struktur quruluşu həm də onlarla il və ya minlərlə il əvvəl baş vermiş mərcanın formalaşdığı zaman qarşılaşdığı digər stresslər haqqında ipucu verir. Məsələn, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun tədqiqatçılarının bu il hesabatında bildirdiyi kimi, okeanlar atmosferdəki həll olunmuş karbon qazı səbəbindən nisbətən turşu olduqda, məsələn, mərcanlar böyümə vərdişlərini tamamilə dəyişirlər. Milli Elmlər Akademiyasının Materialları.

Woods Hole dəniz alimləri qrupu, o cümlədən aspirant Nathaniel Mollica və geoloq Anne Cohen, müasir dəniz nümunələrini təhlil etdilər. Porites Panama, Palau, Tayvan və Cənubi Çin dənizindəki Dongsha Atoll yaxınlığındakı sulardan mərcan nüvələri. Onlar hər bir mərcan nüvəsini kompüter tomoqrafiyası (CT) skanerinə, mərcanın dərinliklərində böyümə nümunələrini və sıxlıq fərqlərini aşkar edən xüsusi rentgen cihazına qoyurlar.

Bu mərcan nüvəsi qeydlərini hər bir ərazidən əldə edilən su nümunələri ilə müqayisə edərək, elm adamları keçmiş dövrlərdə yüksək turşu səviyyələrinin fərqli struktur anomaliyalarına səbəb olduğunu nümayiş etdirdilər. Daha turşulu sulardakı mərcanlar digər mərcanlarla təxminən eyni sürətlə böyüdü, lakin turşuya məruz qalan mərcanların quruluşu, pancake xəmirindəki qabarcıqlar kimi boşluqlarla fərqli idi. Bunun səbəbi karbon qazının okean suyunda həll edildiyi zaman suda sərbəst karbonat ionlarına bağlanmasıdır. Nəticədə, mərcan polipləri üçün sudan çıxarmaq üçün daha az karbonat ionu mövcuddur, buna görə də poliplər o qədər kalsium karbonat istehsal edə bilər.

Zamanla bu çatışmazlıq mərcan skeletlərinin daha incə, məsaməli olmasına gətirib çıxarır. &ldquoƏsasən, biz bütün bu boş yerləri [və] içi boş əraziləri görürük,&rdquo tədqiqat qrupunun geokimyaçısı Weifu Guo dedi. Belə zərif skeletlər fırtına dalğası və ya dalğaların şaqqıltısı və öz növbəsində dağılmağa daha çox meyllidir və bu da öz növbəsində mərcanlar üçün qida yetişdirən yosunlar və qidalanması üçün mərcanlardan asılı olan balıqlar da daxil olmaqla, rifdəki digər həyatı təhlükə altına sala bilər.


Okean turşusuna dair tez-tez verilən suallar

Okeanın turşulaşması son 10 ildə əksər tədqiqatların dərc edildiyi yeni bir tədqiqat sahəsidir. Buna görə də müəyyən əminliklər var, lakin hələ də çoxlu suallar qalır. Okeanın turşulaşdırılması həm də kimya, paleontologiya, biologiya, ekologiya, biogeokimya, modelləşdirmə və sosial elmlər kimi mövzuları əhatə edən çoxşaxəli tədqiqat sahəsidir. Bundan əlavə, okeanların turşulaşdırılması tədqiqatının bəzi aspektləri, məsələn, karbonat kimyası mürəkkəb və əks-intuitivdir.Bu səbəblərdən media və geniş ictimaiyyət bəzi elmi məsələlər və ya nəticələri çaşdırıcı hesab edir.

Okeanların Asidləşdirilməsi üzrə Avropa Layihəsi (EPOCA) və Böyük Britaniyanın Okeanların Asidləşdirilməsi Tədqiqat Proqramı tərəfindən dəstəklənən ABŞ Okean Karbon və Biogeokimya (OCB) proqramı tez-tez verilən sualların siyahısını (FAQ) tərtib etmişdir. Bu suallar, cari bilikləri ümumiləşdirən, lakin jarqondan qaçan qısa cavabların hazırlanması tələbi ilə tədqiqat ictimaiyyətinə geniş şəkildə paylandı. Cavablar daha sonra elmi dəqiqliyi itirmədən oxunaqlılığı təmin etmək üçün açıq rəy və yoxlama prosesinə məruz qaldı. Camaatın reaksiyası coşğulu oldu. Ümumilikdə 19 qurum və 5 ölkədən 27 alim bütün prosesə öz töhfəsini verib.

Ümid edirik ki, bu FAQ siyahısı faydalı olacaq və bunun davamlı bir proses olduğunu qeyd etmək istərdik. Hər kəs Sarah Cooley-ə aydınlıq gətirməyə və ya şərhlər göndərməyə dəvət olunur. Siyahıya vaxtaşırı bu girişdən istifadə etməklə yenidən baxılacaq.

Joan Kleypas və Richard Feely (OCB), Jean-Pierre Gattuso (EPOCA) və Carol Turley (Böyük Britaniya Okeanının Asidləşdirilməsi Tədqiqat Proqramı)

"Okean turşusunun" adı

Okean turşu deyil və model proqnozlar okeanların heç vaxt turşuya çevrilməyəcəyini söyləyir. Bəs niyə buna okean turşuluğu deyirlər?
Okeanın turşulaşması atmosferdən dəniz suyunda əlavə karbon qazını həll etməklə okeanların pH səviyyəsinin aşağı salınması (yəni hidrogen ionlarının konsentrasiyasının artırılması) prosesinə aiddir. “Asidləşmə” sözü pH miqyasında hər hansı bir başlanğıc nöqtəsindən istənilən son nöqtəyə qədər pH səviyyəsinin aşağı salınmasına aiddir. Bu termin məhlulun pH dəyərindən asılı olmayaraq məhlula turşunun əlavə edilməsinə istinad etmək üçün bir çox digər elmi sahələrdə (tibb və qida elmi də daxil olmaqla) istifadə olunur. Məsələn, dəniz suyunun pH-ı 7.0-dən çox olsa da (və buna görə də pH şkalası baxımından “əsas” sayılır), atmosferdə CO2 səviyyələri hələ də okeanın turşuluğunu artırır və pH-ı aşağı salır. Müqayisə üçün bu dil temperaturdan danışarkən istifadə etdiyimiz sözlərə bənzəyir. Əgər havanın temperaturu -40°C-dən -29°C-yə (-40°F-dən -20°F) qədər dəyişirsə, o, hələ də soyuqdur, lakin biz buna "istiləşmə" deyirik. — James Orr, Böyük Alim, İqlim və Ətraf Mühit Elmləri Laboratoriyası, Fransa Kristofer L. Sabine, Nəzarət Okeanoqrafı, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ Robert Key, Tədqiqat Okeanoqrafı, Prinston Universiteti, ABŞ

Bütün dünyanın qalıq yanacaq ehtiyatlarının yandırılması nəticəsində ortaya çıxan bütün CO2-ni həll etmək dənizləri nə vaxtsa turşu edə bilərmi?
Xeyr. Okeanın karbon sisteminin əsas kimyası, o cümlədən okeanın dibində CO-nun bir hissəsini yavaş-yavaş həll edə və zərərsizləşdirməyə kömək edə bilən kalsium karbonat minerallarının olması2, okeanların qlobal miqyasda turşulaşmasının qarşısını alır. — Christopher L. Sabine, Nəzarətçi Okeanoqraf, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ

Okeanın turşulaşması iqlim dəyişikliyinin başqa adıdırmı?
Xeyr. Okeanların turşulaşması və iqlim dəyişikliyi ortaq bir səbəb olsa da (CO-nun artması2 atmosferdə) iqlim dəyişikliyi Yerin istilik büdcəsindəki dəyişikliklərlə əlaqəli təsirləri əhatə edir (CO-nun istixana effektinə görə)2 və daha az dərəcədə digər iqlim reaktiv qazları) qlobal istiləşməyə və hava şəraitinin dəyişməsinə səbəb olur. Okeanın turşulaşması xüsusilə insan tərəfindən buraxılan CO2-nin udulması nəticəsində okean pH-nın aşağı düşməsinə aiddir.2 atmosferdən. Okeanın turşulaşması okeanın istiləşməsini əhatə etmir. — Christopher L. Sabine, Nəzarətçi Okeanoqraf, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ

Okean karbon kimyası və pH

CO2-nin su ilə reaksiya verdiyini göstərən tənliklər daha çox, daha az karbonat əmələ gətirdiyi kimi görünür. Okeanın turşulaşması dəniz suyunda karbonat ionlarının miqdarını necə azaldır?
Bu, ümumi qarışıqlıq nöqtəsidir, çünki dəniz suyundakı karbonat sistemini təsvir edən addım-addım tarazlıq tənlikləri dəniz suyunun dinamik kimyəvi mühitini tutmur. Karbon dioksid (CO2), su (H2O), karbon turşusu (H2CO3), bikarbonat ionu (HCO3 - ) və karbonat ionu (CO3 2- ). Mümkün reaksiyalardan biri karbonat ionları yaradır və pH-ı aşağı salır:

Bununla belə, hazırkı okean pH səviyyəsində karbonat ionlarını istehlak edən və pH-ı dəyişməyən başqa bir reaksiya da baş verir:

İkinci tənlik müasir okeanlarda ən çox baş verən reaksiyanı təsvir edir, lakin birinci reaksiya da baş verir, buna görə də nəticədə ümumi dəyişiklik karbonatın azalması və pH-ın azalmasıdır. — Christopher L. Sabine, Nəzarətçi Okeanoqraf, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ

CO2 həqiqətən okean pH-nı bu qədər azaldacaqmı?
Alimlər təxmin edirlər ki, okean səthinin pH-ı sənayedən əvvəlki dövrlərdən bu günə qədər təxminən 0,1 pH vahidi azalıb. Çünki pH hidrogen ionunun konsentrasiyasının ölçüsüdür və pH şkalası loqarifmikdir - 1 pH vahidinin hər damcısı üçün hidrogen ionunun səviyyəsi 10 dəfə artır - 0,1 vahid pH düşməsi təxminən 26% artıma bərabərdir. okean hidrogen ionunun konsentrasiyası. Əgər biz fosil yanacaq istifadəsi və atmosferin CO-nun yüksəlməsi üçün gözlənilən trayektoriyaya davam etsək2, pH 21-ci əsrin sonuna qədər 0,3-0,4 vahid düşəcək və okean hidrogen ionunun konsentrasiyasını (və ya turşuluğunu) sənayedən əvvəlki dövrdə olduğundan 100-150% artıracaq. — Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ

Okeanların duzlu olduğunu nəzərə alsaq, onları turşulaşdırmaq qeyri-mümkün görünür. CO2 bütün bu duzların öhdəsindən necə gələ bilərdi?
Laboratoriya təcrübəsində turşular və əsaslar bir-birini neytrallaşdırdıqda duz və su əmələ gəlir. Lakin okeanda dəniz suyunu “duzlu” edən əsas ionlar (natrium, xlorid və maqnezium kimi) süxurların aşınması nəticəsində yaranmışdır ki, bu da minilliklər ərzində dənizləri balanslaşdırılmış miqdarda müsbət və mənfi ionlarla təmin edir. Onilliklərdən əsrlərə qədər daha qısa zaman miqyasında okean pH-dakı dəyişikliklər bikarbonat və ya borat kimi zəif turşular və əsaslar tərəfindən idarə olunur. Bu zəif turşu və əsaslardan CO-nun həll olunmuş formaları2Karbon turşusu, bikarbonat və karbonat kimi tanınan, qlobal okean pH dəyişmələrinə ən böyük təsir göstərir, çünki onların konsentrasiyası okeandakı digər ionlara nisbətən sürətlə dəyişir. — Christopher L. Sabine, Nəzarətçi Okeanoqraf, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ

Buz qapaqları əriyirsə və okeana şirin su əlavə edilərsə, bu, sadəcə olaraq turşuluğu sulandırmazmı?
Ərimiş buz qapaqlarından gələn şirin su dəniz suyunda karbonat sisteminin bütün müxtəlif komponentlərinin konsentrasiyalarını (yuxarıda təsvir edilmişdir), həmçinin ümumi qələviliyi və duzluluğu (hər ikisi pH-a təsir edir) sulandırır. Məsələn, bir litr “tipik” Arktika dəniz suyu (temperatur, 5°C şoranlıq, 35 ümumi qələvilik, 2244 mikromol/kiloqram) bugünkü atmosfer CO2-yə məruz qalır.2 390 ppm səviyyəsinin ümumi karbon tərkibi 2100 mikromol/kiloqramdır və pH 8.04 (ümumi miqyas, burada və aşağıda). Dəniz suyunun kiloqramına bir kiloqram şirin su əlavə edilərsə, duzluluq, qələvilik və karbon miqdarı onların yarısına qədər azalacaq və ilkin pH 8,21-ə yüksələcək. Bununla belə, həmin dəniz suyu atmosferlə tarazlıqdan kənardır (indi pCO2 151 ppm, pCO isə2 atmosferin səviyyəsi 390 ppm-dir) və buna görə də CO-nu udacaq2 dəniz suyu pCO qədər2 həmçinin 390 ppm-ə bərabərdir, bu zaman pH 7,83-ə düşəcəkdir.— Richard A. Feely, baş alim, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ Joan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ

Okeanlar isinməyə başlayanda CO2 qazı çıxmayacaq, buna görə də problem aradan qalxacaqmı?
CO2 Okeanların səth sularının tərkibi CO-dakı hər iki dəyişikliyə cavab verir2 atmosferin tərkibi və temperaturun dəyişməsi. Məsələn, okeanların temperaturu dəyişməsəydi, sənayedən əvvəlki CO2-nin ikiqat artması2 səviyyələri (280-dən 560 ppm-ə qədər) səth okeanında həll olunmuş karbonun ümumi miqdarının təxminən 2002-dən 2131 mikromol/kq dəniz suyuna qədər artmasına səbəb olacaq (duzluluq = 35, temperatur =15°C və qələvilik = 2300 mikromol nəzərə alınmaqla) /kq). Əgər bu müddət ərzində okeanların temperaturu 2°C istiləşsəydi, o zaman daha az karbon tutulacaq (artım 2002-ci ildən 2117 mikromol/kq-a qədər olacaq). Beləliklə, temperaturun 2°C artması səth sularında karbon qəbulunun təxminən 10% azalması ilə nəticələnir. Okeanların gözlənilən istiləşməsi də okeanların sirkulyasiyasını dəyişdirə bilər və CO-nu udmaq qabiliyyətini daha da azalda bilər.2 atmosferdən, lakin artıq CO2 hələ də atmosferdə qalacaq və daha da turşulaşmaya səbəb olacaq. pH üçün, iqlimin istiləşməsinin atmosfer CO-ya xalis təsiri2, CO2 həll olma qabiliyyəti və kimyəvi spesifikasiya təxminən ləğv edilir. — Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ Coan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ

Ölçmələr və müşahidələr

1909-cu ilə qədər pH şkalası tətbiq olunmasa da, keçmişdə okeanın pH-nın nə olduğunu necə bilirik?
Buz təbəqələri buzlaqlara yığıldıqda, hava qabarcıqları donan buzda sıxılır. Alimlər CO-nu təhlil ediblər2 Bu baloncuklarda havanın konsentrasiyası və atmosfer CO rekordu inkişaf etdirdi2 yaxın keçmişdə konsentrasiya. Çünki okeanın səthinin böyük hissələri CO2 konsentrasiyası atmosferdəki CO ilə təxminən tarazlıqda qalır2 konsentrasiyası, okean CO2 məzmunu bu hava qabarcıqlarından hesablamaq olar və okean pH-ı da hesablamaq olar. Əslində, buz nüvəsinin rekordu göstərir ki, atmosfer CO2 son 800.000 il ərzində konsentrasiyası heç vaxt təqribən 280 ppm-dən yüksək olmamışdır və bu, okeanın orta sənayedən əvvəlki səth pH-ına səbəb olan şərait yaradır. 8.2. — Jelle Bijma, biogeokimyaçı, Alfred Vegener Qütb və Dəniz Tədqiqatları İnstitutu, Almaniya

Okeanların turşulaşmasının baş verdiyini və bunun insan fəaliyyətinin nəticəsi olduğunu göstərən hansı sübutlar var?
Alimlər dəniz suyu pCO-nun yarı davamlı qeydlərini toplayıblar2 və Sakit və Atlantik okeanlarında son 20-30 ildə pH. Havay, Bermud və Kanar adaları yaxınlığındakı bu zaman seriyası qeydləri göstərir ki, dəniz suyu pCO2 atmosfer CO-nun artımını əks etdirir2 və okeanın pH-ı azalır. CO-nun digər ölçüləri2 1991-ci ildə və yenidən 2006-cı ildə aparılan Şimali Sakit Okeanın məzmunu göstərir ki, CO2 Şimali Sakit Okeanda məzmun yüksələn atmosfer CO-ya uyğun olaraq artmışdır2 konsentrasiyalar. — Carol Turley, Böyük Alim, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya Coan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ

On milyonlarla il əvvəl okeanın pH-nın nə olduğunu necə bilirik?
Alətlərin mövcud olduğu dövrlər üçün temperatur və ya pH kimi fiziki və ya kimyəvi parametrləri qiymətləndirmək üçün elm adamları arzu olunan, lakin müşahidə olunmayan parametrlərlə əlaqəli ola bilən ölçülə bilən parametrlər olan proxy parametrlər və ya “proxy” adlanan parametrlərdən istifadə edirlər. Məsələn, dəniz kalsifikasiya edən orqanizmlər öz sərt qabıqlarına və skeletlərinə kalsium karbonatdakı kalsium, karbon və oksigenlə yanaşı bir çox başqa elementləri də daxil edirlər. Bu orqanizmlərin çöküntüdə saxlanılan sərt hissələri təhlil edildikdə, əlavə elementlər heyvanın həyatı boyu ətraf mühit şəraiti haqqında məlumat verir. Okeanın tarixi pH dəyərləri və dəyişiklikləri bor elementinin konsentrasiyası və onun sabit izotoplarının (δ 10 B və δ 11 B) dəniz karbonatlarında nisbətindən istifadə etməklə öyrənilə bilər. Əlavə geokimyəvi sübutlar və modelləşdirmə, okean səthinin orta pH-ının milyonlarla il ərzində təxminən 8,2-dən çox aşağı olmadığına dair güclü sübutlar təqdim edir. — Jelle Bijma, biogeokimyaçı, Alfred Vegener Qütb və Dəniz Tədqiqatları İnstitutu, Almaniya

OA-nın təsirləri digər insan fəaliyyətləri ilə necə əlaqəlidir?
Digər insan fəaliyyətləri, şübhəsiz ki, dəniz suyunun kimyasına və okeanın turşu-qələvi balansına təsir göstərir, lakin atmosferdəki CO miqdarı qədər deyil.2- idarə olunan turşulaşma. İlkin olaraq qalıq yanacaqların yanmasından əldə edilən sulfat və azot turşularını ehtiva edən turşu yağışı sahil okeanlarına düşür. Turşu yağışlarının səth okean kimyasına təsiri yerli və regional miqyasda əhəmiyyətli ola bilər, lakin qlobal miqyasda kiçikdir və onun ümumi təsiri atmosferdə CO2-nin artması ilə əlaqədar dəyişikliklərin yalnız bir neçə faizinə bərabərdir.2. Sahil suları həmçinin kənd təsərrüfatından, gübrələrdən və kanalizasiyadan gələn çoxlu qida maddələrindən, əsasən azotdan təsirlənir. Nəticədə meydana gələn kimyəvi dəyişikliklər böyük plankton çiçəklənməsinə gətirib çıxarır və bu çiçəklər çökərək səth təbəqəsinin altına batdıqda, bakteriyaların nəticədə tənəffüsü dəniz suyu oksigeninin azalmasına və CO-nun artmasına səbəb olur.2, bu da yeraltı sahil sularında pH-ı daha da azaldır.

OA ilə bu tip insan təsirləri arasındakı əsas fərqlərdən biri OA-nın təsirinin həqiqətən qlobal miqyasda olması, ekvatordan qütblərə qədər hər okean hövzəsində pH-a həssas və kalsifikasiya edən orqanizmlərə təsir etməsidir. Hazırda təsirlər ilk növbədə okeanın 200-500 m yuxarı hissəsi ilə məhdudlaşır, lakin hər il təsirlər daha dərin dərinliklərə nüfuz edir. İnsan fəaliyyətinin bir çox digər təsirləri daha çox yerli xarakter daşıyır.— Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ Kris Lenqdon, Mayami Universitetinin dosenti

Geoloji tamponlama

Əgər buzlaq axını artarsa ​​və qaya unu okeanlara daşınsa, bu, okeanların qələviliyini təmin edəcək və OA-nı bir qədər əvəz edəcəkmi?
Kontinental süxurların aşınması dəniz suyunun qələviliyini artırır və onun pH azalmasına qarşı durma qabiliyyətini artırır, lakin bütün CO-ni neytrallaşdırır.2 yalnız bu proseslə okeanlara daxil olan insan fəaliyyətindən yüz minlərlə il çəkəcək. Buna görə də, bəşəriyyət üçün əhəmiyyət kəsb edən zaman miqyasında (onilliklərdən əsrlərə qədər) bu proseslər okeanın turşuluğunu əhəmiyyətli dərəcədə tampon etmək üçün kifayət qədər sürətli deyil. — Richard A. Feely, baş alim, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ Jelle Bijma, biogeokimyaçı, Alfred Vegener Qütb və Dəniz Tədqiqatları İnstitutu, Almaniya

Okeanlar daha asidikləşdikcə su altında daha çox kalsium karbonat mineralı həll olunacaq. Bu, okeanın turşuluğunu aradan qaldıracaqmı?
Kalsium karbonat minerallarının su sütununda və çöküntülərdə əriməsi dəniz suyunun qələviliyini artırır ki, bu da okeanın turşulaşması ilə bağlı azalmış pH və karbonat ionlarının konsentrasiyasını kompensasiya edir. Bununla belə, qayaların aşınmasında olduğu kimi, bu proses yavaş gedir və bütün CO-ni zərərsizləşdirmək üçün minlərlə ildən on minlərlə il çəkəcək.2 okeanlara daxil olan insan fəaliyyətindən. İnsan icmalarına təsir edən onilliklər və əsrlər ərzində bu proseslər CO-ya qarşı durmaq üçün kifayət qədər sürətli deyil2 okeana hücum və buna görə də okeanın turşulaşması ilə bağlı kimyəvi dəyişikliklər bir neçə əsr davam edəcək. — Richard A. Feely, baş alim, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ

OA və fotosintez

Okean CO2 səviyyələri ilə fotosintezin yüksəlməsi gözlənilir və mərcanlarda fotosintez edən yosunlar var, buna görə də mərcanlar CO2-nin yüksəlməsindən faydalanmayacaqmı?
Yosunların hamısının olmasa da, bəzilərinin fotosintezi CO zamanı artır2 bu əsrin sonu üçün proqnozlaşdırılan səviyyələrə yüksəlir (700-800 ppm). Mərcan heyvanlarının hüceyrələrində yaşayan zooxanthellae adlanan təkhüceyrəli yosunlar, fotosintezi gələcək CO2-də əhəmiyyətli dərəcədə artmayan yosunlardan bəziləridir.2 səviyyələri. Normalda zooxanthellae və mərcan incə balanslaşdırılmış simbiozu saxlayır, burada zooxanthellae fotosintetik şəkildə əmələ gələn karbon əsaslı qidanı mərcan sahibinə ötürür və mərcan və mərcan kalsifikasiyası (skelet quruluşu) üçün vacib bir karbon mənbəyi təmin edir. Mərcanların hüceyrələrindəki yosunlar çox yaxşı işləyirsə və onların sayı çox artarsa, qidalanmanın mərcan sahibinə ötürülməsi pozula bilər. Beləliklə, zooxanthellae fotosintezi yüksək CO altında artsa belə2, bunun mərcanlara faydası mütləq deyil. Təcrübələrin böyük əksəriyyətində mərcan kalsifikasiya dərəcəsi CO2 səviyyəsi yüksəlir, buna görə də CO-nun yüksəlməsi aydındır2 zooxanthellae fotosintezini dəyişdirərək mərcanların skeletlərini qurmaq qabiliyyətini azaldır. — Kris Lenqdon, Mayami Universitetinin dosenti, ABŞ Enn Koen, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun Tədqiqat Mütəxəssisi, ABŞ

Okeanın CO2 səviyyəsi ilə fotosintez artırsa, fitoplankton və dəniz otları daha yaxşı nəticə verməyəcəkmi?
Sahil yaxınlığında dayaz vulkanik CO yaxınlığında tapılan orqanizmlərin icmaları2 havalandırma delikləri göstərir ki, müəyyən mikroyosunlar, dəniz yosunları və dəniz otları yüksək CO-ya uzun müddət məruz qalan ərazilərdə çox yaxşı inkişaf edir.2. Bununla belə, bu iş həm də göstərir ki, okeanların turşulaşmasının uzunmüddətli təsiri nəticəsində sahilyanı ekosistemlər pozulur. Biomüxtəliflik itir: mərcan yosunları kimi orqanizm qrupları pH düşdükcə tədricən yox olur və onlar invaziv yosunların inkişaf edən stendləri ilə əvəz olunur. Bu, okeanın turşulaşmasının yadplanetli yosunların çoxalmasına və sahildəki yaşayış yerlərini pozmasına imkan verəcəyi ilə bağlı narahatlıq doğurur. Jason Hall-Spencer, Plimut Universitetinin müəllimi, Böyük Britaniya

Dəniz suyunda CO2-nin artması fotosintetik yosunların böyüməsini artırır? Bu yaxşı şey deyilmi?
Bəzi dəniz fitoplanktonlarının və bitki növlərinin böyüməsi və fotosintezi CO-nun artması ilə arta bilər2 səviyyədədir, lakin bu heç də ümumi qayda deyil. Digər növlər üçün daha yüksək CO2 və artan turşuluq onların fiziologiyasına ya mənfi, ya da neytral təsir göstərəcək. Buna görə də bəzi dəniz fitoplanktonları və bitkiləri “qalib”, digərləri isə “uduzan” olacaqlar. Bu o deməkdir ki, hamıya qərəzsiz fayda vermək əvəzinə, gələcək turşulaşma, ehtimal ki, okean fitoplankton icmalarının növ tərkibində böyük dəyişikliklərə səbəb olacaqdır. İndiyə qədər edilən bəzi təcrübələr, gələcək turşulaşdırılmış okeanda ehtimal olunan yeni dominant fitoplankton növlərinin sağlam okean ekosistemlərini və balıqçılıq resurslarını dəstəkləmək üçün hazırda etibar etdiyimiz məhsuldar qida zəncirlərini daha az dəstəkləyə biləcəyini göstərir. — David Hutchins, Cənubi Kaliforniya Universitetinin Dəniz Ətraf Mühit Biologiyası professoru, ABŞ

OA və kalsifikasiya

Nə üçün ev akvariumlarına CO2 əlavə etmək heyvanlara faydalıdır, amma okeanda CO2 əlavə etmək zərərli turşulaşmaya gətirib çıxarır?
Şirin su balıqları və bitkiləri aşağı pH və daha geniş pH dəyişikliklərinə daha dözümlü olurlar, çünki şirin suda aşağı qələvilik var, bu o deməkdir ki, suyun kimyası pH dəyişikliklərini minimuma endirmir (yəni, onun “tamponlama qabiliyyəti” yoxdur). dəniz suyu kimyası bunu edir. Göllərdə və çaylarda pH-ın təbii dəyişkənliyi də okeandakından daha yüksəkdir. Şirin su orqanizmləri bu daha turşulu və dəyişkən şəraitdə inkişaf etməyə imkan verən xüsusi mexanizmlər inkişaf etdirmişlər, məsələn, şirin su bitkiləri daha yüksək CO-dan faydalana bilər.2.

Duzlu su akvariumlarında mərcanlar və balıqlar daha dar balanslaşdırılmış pH tələb edir və sahiblər suyun qələviliyini artırmaq və pH-nı 8.0 ilə 8.4 arasında saxlamaq üçün tez-tez karbonat “bərkləşdiricilər” əlavə edirlər. “Kalsium reaktorları” adlanan qurğular CO2 duzlu suya kalsium və karbonat ionlarını buraxan, akvarium mərcanlarının və digər kalsiumlaşan orqanizmlərin sağlam böyüməsini davam etdirmələri üçün lazım olan yüksək qələviliyi, kalsiumla zəngin suları təmin edən əzilmiş kalsium karbonat (adətən əzilmiş mərcan) vasitəsilə qaz. Təəssüf ki, bu tip cihazlar dünya okeanlarında prosesi həyata keçirmək üçün lazım olan böyük miqdarda xırdalanmış kalsium karbonat olduğu üçün qlobal miqyasda okean turşuluğunu həll etmək üçün istifadə edilə bilməz. — Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya Coan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ Michael Holcomb, Doktorluqdan sonrakı tədqiqat işçisi, Centre Scientifique de Monaco, Monako

Qabıqlı balıqlar pH-ın 5-ə qədər düşə biləcəyi şirin suda yaşaya bilər, bəs problem nədir?
Şirin suda və ya daha aşağı pH-a malik duzlu suda yaşayan orqanizmlər bu şəraitdə sağ qalmağa imkan verən adaptiv mexanizmlər inkişaf etdirmişlər. Bunun əksinə olaraq, daha yüksək və daha az dəyişkən pH ilə dəniz suyunda təkamül etmiş dəniz qabıqlı balıqlar pH dəyişmələrinə daha çox həssasdırlar. Bunun yaxşı nümunəsi dəniz orqanizmlərinin estuar boyunca yaşayan şirin su orqanizmlərinə təbii keçididir. Dəniz qabığı, Tayland gradata, estuar boyunca tapılan pH-ın daha yüksək və daha az dəyişdiyi estuarın dəniz suyunun sonunda olduğundan pH-ın aşağı olduğu və geniş şəkildə dəyişdiyi estuarın şirin su ucunda daha yüksək həll sürətinə malikdir. — Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

Dəniz suyunda həll olunmuş CO2 konsentrasiyasının artması niyə dəniz orqanizmlərində qabıqların yaranmasına təsir edir?
CO-nu həll edir2 dəniz suyunda karbonat sistemində bir sıra dəyişikliklərə səbəb olur: həll olunmuş CO konsentrasiyaları2, ümumi həll edilmiş qeyri-üzvi karbon və bikarbonat ionu artır, pH, karbonat ionunun konsentrasiyası və kalsium karbonatın doyma vəziyyəti azalır. Bu dəyişikliklərdən biri və ya bir neçəsi dəniz orqanizmlərində qabıqların qurulmasına təsir göstərə bilər. Əksər dəniz orqanizmlərində skeletlərin və ya qabıqların əmələ gəlməsi, əksər orqanizmlərin kalsium karbonat yaratmaq üçün bikarbonatı karbonata çevirdiyi daxili prosesdir. Lakin bu çevrilmə protonlar (hidrogen ionları) yaratdığı üçün orqanizmlər hidrogen ionlarını xarici mühitə (dəniz suyuna) atmaq üçün enerji sərf etməlidirlər. Okeanın turşulaşmasının niyə daha yavaş əhənglənmə sürətinə səbəb ola biləcəyinə dair bir fərziyyə (və bir neçə var) dəniz suyunun pH-ı azaldıqca, orqanizmlərin kalsifikasiya nəticəsində əmələ gələn protonlardan xilas olmaq üçün daha çox enerji sərf etməli olmasıdır --- onlar sadəcə olaraq daha dik bir yerə qarşı işləyirlər. gradient. Bu, bir çox kalsifikasiya edən orqanizmlərin fizioloji olaraq digər stresslər (məsələn, qida çatışmazlığı) tərəfindən vergiyə məruz qaldıqları zaman daha az kalsifikasiya dərəcəsinə sahib olduğunu izah edir, yəni əlavə stress orqanizmləri əhənglənmə üçün daha az enerji ilə tərk edir. Okeanın turşulaşması, həmçinin fizioloji təsirlər vasitəsilə qabıqların formalaşmasına dolayı təsir göstərə bilər, məsələn, orqanizmin tənəffüs sürətindəki dəyişikliklər enerji büdcələrinə təsir edə bilər və beləliklə, heyvanın qabıq materialı istehsal etmək qabiliyyətini dəyişdirə bilər. Bəzi orqanizmlər okeanların turşulaşması zamanı qabıqlarını normal sürətlə böyüdə bilsələr də, qabığın açıq hissələri daha tez əriyə bilər ki, orqanizm qabığın saxlanmasına daha çox, çoxalma və ya digər həyat fəaliyyətlərinə daha az enerji sərf etməlidir. — Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Marine Laboratory, UK Anne Cohen, Araşdırma Mütəxəssisi, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutu, ABŞ Coan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ

Alimlər göstərdilər ki, xərçəng qabıqları (və digər qida təmin edən heyvanların qabıqları) daha çox CO2 olan suda yaşadıqda qalınlaşır, bəs biz niyə OA-dan narahat olmalıyıq?
Ən azı bir eksperimental tədqiqat göstərdi ki, 60 gün ərzində mədəniyyətdə yetişdirilən xərçəngkimilər də daxil olmaqla, bir neçə xərçəngkimilərin qabıq kütləsi CO2 artımı ilə həqiqətən artıb.2. Qabıq hazırlamaq enerji tələb edir, buna görə də artım və çoxalma kimi digər funksiyalar üçün azalmış enerji ilə, demək olar ki, artmış qabıq kütləsi əl-ələ verib. Həmçinin, xərçəngkimilər və digər xərçəngkimilər digər dəniz orqanizmlərindən fərqli mexanizmdə həm kalsium karbonat, həm də xitin istifadə edərək qabıqlar düzəldirlər. Ömür boyu davamlı böyümək əvəzinə, qabıqlarını vaxtaşırı tökürlər və köhnə skeletlərindəki mineralların çoxunu yeni skeletə yerləşdirmək üçün saxladıqları düşünülür. Yuxarıdakı tədqiqatda enerji və mineral büdcələrə nəzarət edilməmişdir, buna görə də OA-nın bu orqanizmlərin ümumi sağlamlığına və uzunömürlülüyünə necə təsir etdiyi hələ də məlum deyil. — Enn Koen, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun Tədqiqat Mütəxəssisi, ABŞ Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

Fərdlər və Ekosistemlər

Bəzi kalsifikasiya edən növlər bir ərazini tərk edərsə, orqanizmlər və ekosistemlər uyğunlaşmayacaqmı?
İnsan tərəfindən idarə olunan okeanların turşulaşma sürəti, on milyonlarla il ərzində qlobal miqyasda dəniz ekosistemlərinin yaşadığından səth okeanında təxminən 100 dəfə daha sürətlidir. Fərqli ekosistemlər fərqli reaksiya verəcəkdir. Bəzi ekosistemlərdə, məsələn, mərcan riflərində, kalsifikasiya edən orqanizmlər ekosistemin əsas arxitekturasını təşkil edir, belə ki, onlar yox olarsa, ekosistem yox ola bilər. Əhəngləşdiricilərin daha az əhəmiyyətli rol oynadığı digər ekosistemlərdə kalsifikasiya edən növlərin itirilməsinin ekosistemə hansı təsir göstərə biləcəyi daha az aydındır. Müasir okeanların turşulaşması kimi okean kimyasındakı dərin sürətli dəyişikliklər zamanı orqanizmlər 3 yoldan biri ilə cavab verir: uyğunlaşma, uyğunlaşma və ya yox olma. Əksər növlər sürətlə uyğunlaşarsa, dəniz ekosistemlərinin biomüxtəlifliyi və funksiyası nisbətən dəyişməz qala bilər. Ancaq təkamül uyğunlaşması nəsil vaxtı ilə bağlıdır, yəni yavaş yetkinləşən uzunömürlü növlərin sürətlə dəyişən ətraf mühit şəraitinə daha davamlı nəsillər yetişdirmək üçün daha az imkanları olacaq. Hətta daha tez çoxala bilən növlər belə uyğunlaşa bilməyə bilər, məsələn, əlverişli temperatur və su kimyası olan bölgələrin kənarlarında, mərcanlar milyonlarla ildir daha aşağı karbonat ionlarının konsentrasiyasına uyğunlaşmağa çalışırlar, lakin buna nail ola bilmirlər. oradakı yosunları və digər kalsifikasiya etməyən növlərdən üstün olmaqda uğur qazanmaq. Buna görə də, mərcanların OA-ya cavab vermək üçün bir neçə onillikdə yeni temperaturlara və su kimyasına uyğunlaşa bilməsi çətin görünür. Əgər OA qida şəbəkələrində əsas orqanizmlərin bolluğunda böyük dəyişikliklərə səbəb olarsa və ya əhəmiyyətli dərəcədə yox olma sürətinə səbəb olarsa, biz ekosistemlərin funksiyasında mühüm dəyişikliklər gözləyə bilərik --- plankton kimi ilkin istehsalçılardan balıq və digər yırtıcılara doğru enerji və material axını necə olur. məməlilər.

Ekosistemlər bioloji orqanizmlər və ətraf mühit arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə şəbəkələridir və bu əlaqələrin hər hansı birinin dəyişməsinin tam ekoloji təsirlərini proqnozlaşdırmaq çətindir. CO-dan bilirik2 OA-nın bioloji növlərə fərqli təsir etdiyini və dəniz növlərinin qarışığının dəyişdiyini, bunun biomüxtəlifliyin azalmasına və ekosistemlərin ümumi fəaliyyətində dəyişikliyə səbəb olduğunu göstərən tədqiqatlar. Biz dəniz ekosisteminin bütün xidmətlərindən asılıyıq, o cümlədən balıqçılıqdan əldə edilən qida, turizm və istirahətdən əldə edilən gəlir, biogeokimyəvi proseslərdən oksigen və qida maddələrinin təkrar emalı, bu xidmətlərin hamısı okeanın turşulaşması nəticəsində dəyişdirilə və bir çox hallarda pisləşə bilər. Məsələn, dəniz kirpilərinin Yapon balıqçılıqdan yoxa çıxmasının və ya kommersiya baxımından əhəmiyyətli növlərin balıq sürfələrinin azalmasının iqtisadi təsirlərini təsəvvür edin. Bundan əlavə, azalan və ya yox olan kalsifikasiya edən orqanizmlər (1) kimyəvi mühitə, (2) onlardan asılı ola biləcək digər kalsifikasiya edən və olmayan orqanizmlərə (məsələn, bir çox orqanizm və yüz milyonlarla insan mərcan riflərindən asılıdır) və ( 3) Yerdəki karbon anbarı (əhəngləşən orqanizmlərin yaratdığı “daş” okeanın dibinə düşür və bəzi karbonu geoloji strukturlara bağlayan kütləvi “təbaşirli” çöküntülər əmələ gətirir). Balıq və qabıqlı balıqlardan yosunlara yol verən laqeyd bir akvarium kimi, dəniz ekosistemləri də uyğunlaşa bilər, lakin daha sonra onlar insanlar üçün daha az faydalı və ya arzuolunan növlərlə məskunlaşa bilər və bu, dəyişdirilmiş ekosistemlərin təqdim etdiyi ənənəvi resursları və xidmətləri əlçatmaz edir, əvvəlkindən fərqli və ya gözlənilməz.— Debora İqlesias-Rodriguez, Sauthempton Universitetinin Milli Okeanoqrafiya Mərkəzinin müəllimi, Böyük Britaniya Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ Steve Widdicombe, Bentik Ekoloq, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya Cim Barri, Baş Elm. Monterey Bay Akvarium Tədqiqat İnstitutu, ABŞ Ken Kaldeyra, Karnegi Elm İnstitutunun baş alimi, ABŞ Ceyson Hall-Spenser, Dəniz biologiyası müəllimi, Plimut Universiteti, Böyük Britaniya

Okeanın turşulaşması bütün okean həyatını öldürəcəkmi?
Xeyr. Bununla belə, bir çox elm adamları okeanların turşulaşmasının dəniz ekosistemlərində mühüm dəyişikliklərə səbəb olacağını düşünürlər. Bu proqnoz əsasən geoloji tarixə əsaslanır: milyonlarla il əvvəl dəniz ekosistemləri okeanların turşulaşması hadisələri, o cümlədən bəzi növlərin yox olması zamanı sürətli dəyişikliklər yaşadı (aşağıda “Geoloji Tarixdə OA”ya baxın). Bu gün bəzi növlər və onların saxladıqları ekosistemlər okeanların turşulaşması, xüsusən də okeanların istiləşməsi kimi digər iqlim dəyişiklikləri ilə birlikdə təhlükə altındadır. Nümunələrə tropik mərcanları, dərin dəniz mərcanlarını və üzən ilbizləri göstərmək olar. Bu növlər ya əhəmiyyətli dərəcədə biomüxtəlifliyə ev sahibliyi edən üçölçülü strukturlar qurduqları üçün, ya da qida zəncirinin əsas komponentləri olduqları üçün okeanlarda əsas rol oynayırlar. Mərcan rifləri kimi kalsium karbonat strukturlarını quran bəzi növlər də qida təmin etmək, sahilləri qorumaq və turizmi dəstəkləməklə insanlara əsas xidmətlər göstərir. Bu gün okeanların turşulaşmasının ekoloji təsirlərinə dair dəlillər vulkanik CO2-nin əmələ gəldiyi “şampan yerlərində” tapıla bilər.2 ventslər təbii olaraq suyu və kiçik CO-nu turşulaşdırır2 baloncuklar su sütunundan keçir. Məsələn, İskiya adasının (İtaliya) ətrafındakı bu ərazilərdən birində biomüxtəliflik 2100-cü ildə qlobal səviyyədə gözlənilən səviyyəyə uyğun olan turşuluq səviyyəsində 30% azalır. — Jean-Pierre Gattuso, Baş Elm Xadimi, Mərkəzi Milli Elmi və Université Pierre və Marie Curie-Paris 6, Fransa Jason Hall-Spenser, Dəniz biologiyası müəllimi, Plimut Universiteti, Böyük Britaniya

İstiləşmə və turşulaşma orqanizmlərin reaksiyalarını tarazlaşdıracaqmı?
Prinsipcə, kalsiumlaşma prosesi üçün istiləşmənin müəyyən faydası ola bilər, çünki kalsium karbonatın çökməsi müəyyən bir həddə qədər temperaturla gücləndirilir. Bununla belə, orqanizmlər məhdud istilik diapazonunda yaşamağa öyrəşiblər və bu diapazondan kənarda olan temperaturlarda daha az yaxşı fəaliyyət göstərirlər. Bir çox dəniz ərazilərində orqanizmlər (həm kalsifikatorlar, həm də kalsifikasiya etməyənlər) artıq termal pəncərələrinin yuxarı ucuna çatan temperaturlara məruz qalırlar. Yengəc və balıq üzərində aparılan pilot tədqiqatlar CO-ya məruz qaldığını göstərdi2 gözlənilən səviyyələr, əgər CO2 emissiyaların artmağa davam etməsi heyvanların həddindən artıq temperaturlara dözmək qabiliyyətini azaldır. Mərcanlar üzərində aparılan tədqiqatlar da göstərdi ki, CO2 istilik həssaslığını artırır. Bu vəziyyətdə, istiləşmə ilə tetiklenen ağartma hadisələri ehtimalını təşviq edir. Ümumiyyətlə, görünür ki, okeanların turşulaşması orqanizmlərin iqlim istiliyinə həssaslığını artıra bilər. — Hans-Otto Pörtner, Alfred Vegener İnstitutunun professoru, Almaniya

Yetkin orqanizmlər çox gənc və həssas olduqda okeanların turşulaşmasının təsirindən sağ çıxa bilsələr, təhlükəsiz olacaqlarmı?
Ümumi dəniz orqanizmləri üçün gametlər, yumurtalar, müxtəlif sürfə mərhələləri, yeniyetmələr və yetkinlər okean turşuluğundan fərqli şəkildə təsirlənə bilər, çünki onların müxtəlif tolerantlıqları və ətraf mühitin stresinə qarşı mübarizə strategiyaları var. Bəzi hallarda həyatın erkən mərhələləri stresə daha çox həssas ola bilər, digər hallarda isə böyüklər ola bilər. Təcrübələr orqanizmə tam təsirləri anlamaq və zəif əlaqələri təmsil edən mərhələləri vurğulamaq üçün həyatın bütün mərhələlərində lazımdır. Okeanın turşulaşmasının sağ qalma və çoxalmaya ömür boyu təsirini nəzərə almaq da vacibdir. Ümumiyyətlə, erkən həyat tarixi fazalarının (qametalar, sürfələr, yetkinlik yaşına çatmayanlar) böyüklərə nisbətən okean turşusuna daha həssas olacağı gözlənilir. Yetkinlik yaşına qədər daha az gənc orqanizm sağ qalarsa, populyasiyanın sayı açıq şəkildə azalacaq. Davamlı stress adətən orqanizmlərin uğurunu məhdudlaşdırır – məsələn, stressə məruz qalmış orqanizmlər daha yavaş və kiçik böyüyür, stresə məruz qalan yırtıcılar daha az təsirli olur və stresli yırtıcı ələ keçməkdən daha az qaça bilər – və nəticədə bu stress sağ qalmağı azaldacaq və populyasiyanın sayının əziyyət çəkməsinə səbəb olacaq. . Yetkinlər üçün okeanın turşulaşması nəticəsində yaranan stress gündəlik fəaliyyətlərə təsir etməyə bilər, lakin nəticədə orqanizmlərin böyümə və çoxalma sürətini azaldacaq. Çoxalmanın azalması bütün populyasiyanın ölçüsünü də dəyişə bilər. Həyatın istənilən mərhələsindəki təsirlər əhalinin böyüməsi və ya narahatlıq və ya stress səbəbindən itkilərin bərpası potensialını azalda bilər. - Cim Barri, baş elm xadimi. Monterey Bay Akvarium Tədqiqat İnstitutu, ABŞ Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

CO2 normal tənəffüs məhsuludur. Heyvanlar hər zaman onu nəfəs alır və çıxarır. Necə zəhərli ola bilər?
Dəniz suyunda olduğu kimi, tənəffüs CO2 hüceyrələrdə pH-ı azaldır. Orqanizmlər CO-nu tamponlamaq, daşımaq və çıxarmaq üçün mexanizmlər inkişaf etdirmişdir2 onların hüceyrələrindən onun istehsal olunduğu sürətlə. Okeanın turşulaşması CO-ni azaldır2 bir heyvanın bədəninin daxili və xarici arasındakı fərq, bununla da CO-ya mane olur2 aradan qaldırılması və "respirator asidoz" səbəb olur. (Bu termin “okean turşusuna” bənzəyir, çünki normal bədən mayeləri bir qədər əsasdır.) Tənəffüs asidozu digər şeylər arasında metabolizmin azalmasına və orqanizmin fəaliyyətinin azalmasına səbəb ola bilər. Bundan əlavə, bir çox hüceyrə funksiyası pH-a həssasdır və tənəffüs asidozuna mənfi reaksiya verə bilər. Məsələn, qandakı tənəffüs zülalları (məsələn, hemoglobin) oksigeni yüksək pH-da bağlayır və aşağı pH-da buraxır, bu da oksigenin qəlpələrdə udulmasına və metabolik olaraq CO2 əmələ gəldiyi hüceyrələrə buraxılmasına imkan verir.2 yerli pH azalıb. Bir çox orqanizm bədəndəki ionların balansını dəyişdirərək tənəffüs asidozunu kompensasiya edə bilər. Lakin onların uzunmüddətli perspektivdə belə bir ion balanssızlığını qoruyub saxlaya bilməyəcəyi məlum deyil. — Bred Seibel, ABŞ-ın Rod-Aylend Universitetinin biologiya elmləri üzrə köməkçi professoru

Geologiya tarixində OA

Mərcan növləri geoloji tarix boyu digər okean kimyası dəyişikliklərindən artıq sağ qaldığı halda, nə üçün mərcan okeanın turşulaşması səbəbindən yox olur?
Okeanın turşulaşması təhlükəsi cari dəyişiklik sürəti, atmosferdəki CO konsentrasiyası ilə bağlıdır2 gözlənilən və atmosfer CO-nun dəyişməsinin miqyası2 CO buraxmağa davam edəcəyimizi proqnozlaşdırın2 eyni sürətlə. Atmosfer CO-nun hazırkı artımı2 edir

İldə 2 ppm və atmosfer CO2 Sənaye İnqilabının başlanğıcından bəri 100 ppm-dən çox artmışdır. Son buz dövrünün sonlarından indiki isti dövrə keçiddə CO2 konsentrasiyaları 80 ppm artıb, 10.000 ildən çox müddət ərzində baş verib. Bugünkü CO dərəcələri2 atmosferdəki artım, buna görə də, geoloji vaxt ərzində baş verən əksər dəyişikliklərdən təxminən 100 dəfə çoxdur. Böyük kütləvi yox olma dövrləri istisna olmaqla, atmosfer CO-nun davamlı dəyişmə sürətinə dair geoloji qeydlərdə heç bir dəlil yoxdur.2 indiki qədər böyük və ya daha böyük olmuşdur. Hətta geoloji tarixdə ekstremal okean kimyası dəyişiklikləri zamanı – məsələn, Paleosen/Eosen termal maksimum 55 milyon il əvvəl (Ma) ərzində karbonat minerallarının dərin və aralıq okeanların əksəriyyətində həll edildiyi zaman – bu dəyişikliklər, ehtimal ki, bir neçə minlərlə insanın üzərində baş verib. illər. Mərcanlar həqiqətən də Yer tarixində bir çox nəsli kəsilmə hadisələrindən sağ çıxıblar, lakin hər dəfə onların “qaytarılması” milyonlarla il çəkdi və riflər yaratmaq qabiliyyəti daha da uzun çəkdi. Ən erkən mərcanlar Ordovik dövründə 400 milyon ildən çox əvvəl yaranmışdır. Tabulate və Rugose mərcanları kimi tanınan bunlar bu gün yaşayan mərcanlardan çox fərqli idi (müasir mərcanlar Skleraktiniyaya aiddir və çox güman ki, bu əvvəlki formalardan müstəqil olaraq təkamül etmişdir) və Ordovik rif sistemlərində mərcanlardan çox süngərlər üstünlük təşkil edirdi. Bu qruplar 251 milyon il əvvəl Permo-Trias dövründə yoxa çıxma hadisəsi zamanı yox oldu və müxtəlif mərcan xətləri nəhayət təkamül etdi və yenidən çiçəkləndi, həmçinin Təbaşir dövründə nəhəng qayalıqlar quran qaya quran ikiqapaqlılar, onların əksəriyyəti yox oldu (birlikdə dinozavrlar) təbaşir dövründə yox olma hadisəsi 65 milyon il əvvəl. Bu dövrdə mərcan rifləri yoxa çıxsa da, bütün mərcan növlərinin təxminən yarısı sağ qaldı, lakin qayaların yenidən genişlənməsi üçün milyonlarla il keçdi. Ümumiyyətlə, okean həyatı yeni növlərin uyğunlaşması və təkamülü yolu ilə yox olmaq epizodlarından bərpa olunur, lakin biomüxtəlifliyin nəsli kəsilməkdən əvvəlki səviyyələrə çatmaq üçün bu, təxminən 10 milyon il çəkir. — Cim Barri, baş alim, Monterey Bay Akvarium Tədqiqat İnstitutu, ABŞ Daniela Şmidt, Böyük Tədqiqatçı, Bristol Universiteti, Böyük Britaniya Ken Kaldeyra, Böyük Alim, Karnegi Elm İnstitutu, ABŞ

Okean kimyasındakı bugünkü dəyişiklik əvvəlki geoloji dövrlərdən nə ilə fərqlənir?
Atmosferdəki CO-nun dəyişmə sürəti ilə indiki şərtlər keçmişdən çox fərqlənir2 geoloji proseslərin yumşaldılması sürətinə uyğun gəlmir. Əgər CO2 Ordovik dövründə vulkanik və plitə tektonik fəaliyyəti ilə olduğu kimi, yüz minlərlə il ərzində yavaş-yavaş əlavə olunur, CO2 okeana daxil olan okeanın yuxarıdan aşağıya qarışmağa vaxtı var. Nəticədə CO miqdarı olsa belə2 okean tərəfindən qəbul edilən böyükdür, çox böyük həcmdə su üzərində yayılmışdır və nəticədə pH-da azalma kiçikdir. Eyni zamanda CO kimi2 dərin okeanlarda səviyyə minilliklər ərzində artır, dəniz dibində yatan karbonat çöküntüləri turşuluğun bir hissəsini neytrallaşdıran karbonat ionlarını həll etməyə və buraxmağa başlayır, pH azalmasını daha da minimuma endirir. Keçmiş okeanlarda daha yüksək kalsium və maqnezium ionlarının konsentrasiyası var idi ki, bu da dəniz heyvanlarının skeletlərində kalsium karbonat minerallarının sabitləşməsinə kömək etdi.

Bu gün CO2 atmosferdə okeanların qarışmasından çox daha sürətli artır. CO zamanı2 bu kimi “qısa” (<10.000 il) zaman miqyasında buraxılır, çöküntülərin okean kimyasını tənzimləmək qabiliyyəti həddindən artıq olur və həm pH, həm də doyma vəziyyəti azalır. CO miqdarı olsa belə2 Son 200 ildə okeana daxil olan, Ordovik dövründə əlavə ediləndən daha kiçikdir, CO2 səth okeanında daha yüksək konsentrasiyaya çatmışdır. Nəticədə, yuxarı okean pH-ı geoloji keçmişə nisbətən daha sürətlə və daha çox azaldı. Həm pH dəyişmə sürəti, həm də dəyişikliyin miqyası keçmişdə daha kiçik, daha yavaş pH dəyişiklikləri yaşayan okeanda təkamül keçirən orqanizmlər üçün problemlər yaradır. — Kris Lenqdon, Mayami Universitetinin dosenti, ABŞ Andy Ridgwell, Royal Society Universitetinin tədqiqatçısı, Bristol Universiteti, Böyük Britaniya Richard Zeebe, Dosent, Havay Universitetinin Manoa, ABŞ Daniela Şmidt, Böyük Elmi İşçi, Bristol Universiteti, Böyük Britaniya

Elmi üsullar

Orqanizmlər üzərində aparılan təcrübələr çox vaxt qeyri-realdır, çünki elm adamları pH səviyyəsini proqnozlaşdırılan səviyyələrə endirmək üçün bəzən CO2 deyil, mineral turşular əlavə edirlər.
Dəniz suyu mineral turşunun əlavə edilməsi yolu ilə manipulyasiya edildikdə və bu, bərabər (ekvimolyar) miqdarda natrium bikarbonatın əlavə edilməsi ilə müşayiət olunduqda, bu yanaşma dəniz suyunun karbonat kimyasında CO2-in yaratdığı dəyişiklikləri mükəmməl şəkildə simulyasiya edir. 2 mənimsənilməsi. Bikarbonat (və ya karbonat) əlavə etmədən dəniz suyunu mineral turşularla manipulyasiya etməklə okeanın turşulaşdırılması simulyasiya edildikdə belə, pH, pCO baxımından demək olar ki, fərqlənmir. 2 , karbonat ionunun konsentrasiyası və CO vasitəsilə manipulyasiya edilən dəniz suyundan doyma vəziyyəti 2 aerasiya. Müxtəlif müalicələr CO-da bir qədər yüksək bikarbonat konsentrasiyası ilə nəticələnir 2 - qazlı manipulyasiyalar. Bununla belə, hər iki yanaşmada bikarbonat artır. Əslində, mineral turşu və ya CO ilə turşulaşdırılmış dəniz suyuna məruz qalan kalsifikasiya edən orqanizmlərin reaksiyalarında sistematik fərq aşkar edilmir. 2 aerasiya. — Ulf Riebesell, Bioloji Okeanoqrafiya professoru, Leibniz Dəniz Elmləri İnstitutu IFM-GEOMAR, Almaniya

Hətta elm adamları da iqlim dəyişikliyi ilə bağlı qeyri-müəyyənliklərin olduğunu etiraf edirlər. Okeanın turşulaşması nə dərəcədə etibarlıdır?
Atmosferdəki CO-nun artması səbəbindən dəniz suyunun kimyasının dəyişdiyinə dair heç bir arqument yoxdur2, və insanların qalıq yanacaqların yanması və meşələrin qırılması əsas səbəbdir. Okeanların turşulaşmasının mümkün bioloji təsirləri haqqında daha az əminlik var, lakin bu, ilk növbədə dəniz orqanizmlərinin müxtəlif qruplarının dəyişən dəniz suyunun kimyasına qarşı geniş həssaslıq ifadə etməsi faktını əks etdirir. Elmi ictimaiyyət arasında okeanların turşulaşmasının baş verdiyi və bunun çoxlu sayda dəniz orqanizmlərinə bəzi müsbət və bəzi mənfi təsirlərin olacağı ilə bağlı geniş razılıq var. — Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ

Okeanların turşulaşması ilə bağlı "dəlillər" ziddiyyətlidir, buna görə də elm adamları belə razılaşa bilmirlər.
Okeanların turşulaşmasının baş verdiyini göstərən kimyəvi məlumatlarda heç bir fikir ayrılığı yoxdur. Bununla belə, bioloji məlumatlar orqanizmlər arasında OA-ya müxtəlif reaksiyalar göstərir. Eyni növlər üzərində aparılan təcrübələrin təzadlı nəticələr verməsi bəzən qəribə görünə bilər. Bununla belə, aydındır ki, dəniz orqanizmlərinin CO-nun yüksək səviyyələrinə reaksiyası2 təkcə orqanizmin şəxsiyyəti deyil, həm də həyatı boyu yaşadığı ətraf mühit şəraiti təsir edir. Nəticə etibarilə, müxtəlif ərazilərdən, populyasiyalardan və ya suşlardan toplanmış eyni növün üzvləri fərqli reaksiyalar göstərə bilər. Bu sübut ziddiyyətli hesab edilməməlidir, əksinə populyasiyalar arasında mövcud olan təbii dəyişkənliyə dair bir fikirdir. Yalnız bu dəyişkənliyi ölçməklə və anlamaqla, okeanların turşulaşmasından hansı növlərin, icmaların və ekosistemlərin daha çox risk altında olduğunu daha yaxşı proqnozlaşdıra bilərik. — Steve Widdicombe, Bentik Ekoloq, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

Okeanın turşulaşmasının müşahidə edilən təsirləri onları sadəcə olaraq CO2 səviyyələri ilə birbaşa suya yerləşdirən təcrübələrin nəticəsi ola bilərmi ki, buna çatmaq üçün onilliklər və ya əsrlər lazımdır ki, bu da şok müalicəsindən bir qədər çox deyil?
Okean turşusuna cavab təcrübələrində heyvanlar adətən CO-ya dərhal yerləşdirilmir2-zənginləşdirilmiş sular, lakin bunun əvəzinə onlar diqqətlə idarə olunan qaz qarışıqları ilə tarazlaşdırılan suda saxlanılır. Antropogen CO-nun sürətini simulyasiya edən təcrübələr aparmaq mümkün olmasa da2 atmosferdə və okeanlarda toplanması, CO2 istifadə edilən səviyyələr şoka səbəb olduğu göstərilənlərdən xeyli aşağıdır. Buna baxmayaraq, bu CO2 səviyyələri fizioloji prosesləri (turşu-qələvi tənzimlənməsi, sürfələrin inkişafı, böyümə) qısa müddət ərzində nisbətən yumşaq görünən şəkildə poza bilər. Buna görə də, bu səviyyələrin zərərli olub-olmadığını və ölümlərə səbəb olub olmadığını öyrənmək üçün adətən uzunmüddətli məruz qalma tələb olunur. Uzun müddət miqyasında, fərdi heyvanların sağlamlığında hətta kiçik azalmalar növə zərər verə bilər, məsələn, növlərin ekosistemlərdə başqaları ilə rəqabət apardığı və ya həddindən artıq temperatur kimi başqa bir stresə məruz qaldıqları hallarda. — Hans-Otto Pörtner, Alfred Vegener İnstitutunun professoru, Almaniya

Geomühəndislik və təsirin azaldılması

Əgər biz akvakulturanı artırsaq və daha çox qabıqlı balıq yetişdirsək, qabıqlar karbon qazının (ağaclar kimi) bağlanmasına kömək etməyəcəkmi?
Əhənglənmə prosesi karbonu götürür, lakin dəniz suyunun karbon sistemində yerdəyişmələrə səbəb olur və nəticədə pH daha aşağı olur və artırmaq CO-da2 aradan qaldırılmasından daha çox. Bir çox orqanizmlər bikarbonatı öz qabıqlarını qurmaq üçün istifadə etdikləri karbonata çevirir və bu, hidrogen ionlarını əmələ gətirir və beləliklə, turşulaşmanı artırır. Çox mərcan rifləri, məsələn, bizi maraqlandıran zaman miqyasında CO-nun kiçik mənbələridir2 batmaqdan daha çox atmosferə. Ekosistem nöqteyi-nəzərindən, hətta yaxşı düşünülmüş akvakultura sahil landşaftlarını dəyişdirərək, çirklənməni və xəstəlikləri artıraraq və ya genetik cəhətdən dəyişdirilmiş və ya yad növlərin ətraf mühitə buraxılması ilə bilmədən zərər verə bilər. Bir ətraf mühitə təsirini digəri ilə əvəz etməmək üçün okeanın turşuluğunu azaltmağa yönəlmiş istənilən fəaliyyət daha geniş kontekstdə nəzərdən keçirilməlidir. — Enn Koen, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun Tədqiqat Mütəxəssisi, ABŞ Steve Widdicombe, Bentik Ekoloq, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

İqlim dəyişikliyi üçün geomühəndislik həlləri də OA-ya kömək edə bilərmi?
İqlim dəyişikliyini məhdudlaşdırmaq üçün təklif olunan geomühəndislik yanaşmalarının əksəriyyəti problemin əsas səbəbini - ətraf mühitdə artıq karbon qazını həll etmədən iqlim dəyişikliyindən simptomatik rahatlama təmin etməyə çalışır. Geomühəndislik təkliflərinin əksəriyyəti karbon dioksid emissiyalarımızın iqlim nəticələrini həll edir, lakin bu emissiyaların kimyəvi nəticələrini həll etmir. Məsələn, əlavə günəş işığını kosmosa əks etdirərək Yer kürəsini soyutmağa çalışan strategiyalar okean kimyasına birbaşa təsir göstərməyəcək və buna görə də okeanın turşuluğunu əhəmiyyətli dərəcədə azaltmayacaq.

Bəzi təkliflər okeana turşuları kimyəvi cəhətdən zərərsizləşdirən birləşmələr əlavə etməklə okean kimyasındakı dəyişiklikləri azaltmağa çalışırdı. Bununla belə, okeanın turşuluğunun bu şəkildə geri qaytarılması atmosferə buraxdığımız karbon qazının miqdarından çox daha böyük miqdarda material əlavə etməyi tələb edir. Buna görə də, təklif olunan bu həllər bizim hazırkı enerji sistemimiz qədər yeni mədən və kimya emalı infrastrukturunu tələb edəcəkdir. Bu cür səy və xərclərin enerji sistemimizi məhdud qalıq yanacaq ehtiyatlarından asılılıqdan bərpa olunan, sonsuz resurslardan istifadəyə çevirmək üçün daha yaxşı tətbiq olunacağını təklif etmək ağlabatan görünür - bu da karbon qazının ətraf mühitə daxil olmasının qarşısını alacaqdır. ilk növbədə atmosferə və okeanlara yayıldıqdan sonra onun təsirlərini neytrallaşdırmaq barədə düşünməyimizi tələb etmək əvəzinə. — Ken Kaldeyra, Karnegi Elm İnstitutunun baş alimi, ABŞ

Atmosfer CO2-nin 350 və ya 400 ppm-də məhdudlaşdırılması OA-nı dayandıracaqmı?
Atmosfer CO2 artıq 390 ppm-dir və ildə təxminən 2 ppm artır. CO-da dramatik azalmalar olmadan2 emissiyalar, atmosfer CO2 artmağa davam edəcək və yaxın gələcək üçün emissiya proqnozlarının əksəriyyəti atmosfer CO-nun ehtimal artımını (azalmaq əvəzinə) göstərir.2 artım tempi. Okean turşusunun həllində ilk addım CO-nu sabitləşdirmək və nəticədə azaltmaqdır2 emissiyalar. Atmosfer CO2 demək olar ki, 400 ppm-dən çox yüksək zirvəyə çatacaq, çünki biz növbəti 5 ildə emissiyaları artırmağı dayandırmayacağıq. CO zirvəsində dəniz həyatına təsirlər2 səviyyəsi əhəmiyyətli ola bilər. Uzunmüddətli perspektivdə atmosfer CO-nu azaltmaq mümkün ola bilər2 təbii və süni qəbuletmə mexanizmləri vasitəsilə. Dəniz suyunun kimyası geri çevrilə bilər və 350-400 ppm-ə qayıtmaq pH və karbonat doyma səviyyələrini təxminən indiki şərtlərinə qaytaracaq. Bununla belə, bəzi tədqiqatlar hətta indiki şəraitin bəzi orqanizmlər üçün zərərli ola biləcəyini irəli sürdü və CO-nun pik səviyyəsinə görə gələcək bioloji təsirlərin olub-olmadığı daha da aydın deyil.2 geri çevriləcək. CO-nu sabitləşdirsək belə2 emissiyalar, atmosfer qalıq yanacağı CO2 növbəti bir neçə əsr ərzində okeanın dərinliklərinə nüfuz etməyə davam edəcək və bu, soyuq su mərcanları kimi dərin su orqanizmlərinə təsir göstərə bilər. — Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ

Siyasət inkişafı və qərarların qəbulu

Daha yaxşı deyilmi ki, okeanları qurban etsək və onların CO2 almağa və iqlimi tamponlamağa davam etməsinə icazə verək?
Okeanın turşulaşması və iqlim dəyişikliyi eyni medalın iki üzüdür. Hər ikisi antropogen CO-nun birbaşa nəticələridir 2 emissiyaları var və bir-birindən ayrıla bilməz. Hazırda antropogen CO2-nin təxminən dörddə birinin qəbulu 2 okean tərəfindən emissiyalar həqiqətən yüksələn atmosfer CO-ya qarşı bir tampon rolunu oynayır 2 , və beləliklə, bu "xidmət" iqlim dəyişikliyini azaltmaq, lakin qarşısını almaq hesab edilə bilər. Uzunmüddətli perspektivdə, on minlərlə illik zaman miqyasında, antropogen CO-nun əksəriyyəti 2 emissiyalar (80-90%) okeana düşəcək. Bununla belə, bu, aralıq dövr ərzində iqlim sistemini qlobal istiləşmədən qoruya bilməyəcək. CO-nun təsirlərini də qeyd etmək vacibdir 2 okeanlar tərəfindən tutulması Yerin ekosistemlərinin fəaliyyətinə böyük təsir göstərəcək. Okeanlar biogeokimyəvi dövrlərdə həyati rol oynayır --- nəinki CO-nun tənzimlənməsində 2 , lakin oksigen istehsalında, azotun və digər vacib qida maddələrinin dövriyyəsində, həmçinin bulud əmələ gəlməsi kimi şeylərə təsir edən qazların istehsalında. Bir çox növ həm quruda, həm də okeanda yaşayış yerlərindən istifadə edir və bir çox insanlar dolanışıqları üçün sağlam okeanlara güvənirlər. Okeanlar Yer sisteminin ayrılmaz, bir-biri ilə əlaqəli hissəsidir və real olaraq ayrıca bir varlıq kimi qəbul edilə bilməz. — Ulf Riebesell, professor, Leibniz Dəniz İnstitutu Elmlər IFM-GEOMAR, Almaniya Joan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ

Bir şey etmək üçün çox gecdir?
Əsrin ortalarına qədər iqtisadiyyatlarımızdan karbon qazı emissiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə aradan qaldırmaq üçün enerji və nəqliyyat sistemlərimizi və torpaqdan istifadə təcrübələrimizi dəyişdirmək bizim texniki və iqtisadi imkanlarımız daxilindədir. Düşünülür ki, bunu etmək üçün xərclər - bəlkə də dünya iqtisadi istehsalının 2%-i - kiçik olacaq, lakin hazırda cəmiyyətlər üçün bu dönüşümü həyata keçirməyə qərar vermək çətinləşib. — Ken Kaldeyra, Karnegi Elm İnstitutunun baş alimi, ABŞ

OA ilə bağlı araşdırma aparmaq nə üçün vacibdir? Bəs elm adamları nə edə bilər?
Yerdəki mühitimizlə müqayisədə okeanlar və onların ekosistemləri zəif başa düşülür. Son texnoloji tərəqqi ilə biliklərimiz sürətlə artır, lakin hələ öyrənməli olduğumuz çox şey var. Əgər siyasətçilər iqlim dəyişikliyi və okeanların turşulaşması ilə bağlı məlumatlı qərarlar qəbul etmək istəyirlərsə, alimlər onlara mümkün olan ən yaxşı məlumatları verməlidirlər. Bu araşdırma tələb edir. Hər kəs başa düşməlidir ki, bu biliyin əldə edilməsi və yayılması böyük səy tələb edir və tədqiqatçılar, liderlər və vətəndaşlar arasında aydın, açıq ünsiyyətin təmin edilməsi vacibdir.

Alimlər “Okeanların turşulaşması realdırmı?” sualına cavab veriblər. --- bəli. İndi “bu nə qədər pis olacaq?” sualları ilə qarşılaşırıq. və "Nə etmək olar?" Əksər elm adamları istixana qazlarının emissiyalarının azaldılmasının sonuncuya ən yaxşı cavab olduğunu qəbul edirlər. Qalan sual cavab vermək üçün ən çətin, lakin ən vacib sualdır, çünki biz CO2 səviyyələri yaxın gələcəkdə yüksəlməyə davam edəcək. Bir çox elm adamı indi CO2 konsentrasiya planet və cəmiyyət üçün “təhlükəli” hesab olunur. "Nə etmək olar?" problemin səbəbi ilə bağlı nə edilə biləcəyini dəyişdirdi, CO2, onun nəticələri ilə bağlı nə edilə bilər. Əslində, biz “Gələcək dəniz ekosistemləri necə görünəcək və onlar planetə və bəşəriyyətə hansı ekosistem xidmətləri göstərəcək?” sualına cavab verməyə çalışırıq. Bu, böyük bir problemdir. Bu sualların bir çoxunun sübut etdiyi kimi, okeanın turşulaşması mürəkkəb nəticələri olan sadə bir problemdir. — Coan Kleypas, Alim III, Atmosfer Tədqiqatları Milli Mərkəzi, ABŞ Kerol Turli, Plimut Dəniz Laboratoriyasının baş alimi, Böyük Britaniya Robert Key, Tədqiqat Okeanoqrafı, Prinston Universiteti, ABŞ

Əgər okeanların turşulaşması potensial olaraq ciddidirsə, nə üçün bu, Birləşmiş Millətlər Təşkilatının İqlim Dəyişikliyi üzrə Çərçivə Konvensiyasına (UNFCCC) Tərəflərin Konfransına (ÇNL) iqlimin azaldılması üzrə danışıqlara daxil edilmir?
Baxmayaraq ki, elm adamları onilliklər ərzində okeanın turşulaşmasının CO şəklində baş verəcəyini bilirdilər2 atmosferdə artan, dəniz həyatı üçün nəticələri təxminən 10 il əvvələ qədər həyata keçirilmədi. O zaman bioloqlar kəşf etdilər ki, okeanların turşulaşması bir çox dəniz orqanizmlərinin qabıqlarını və ya skeletlərini yaratmaq qabiliyyətinə təsir göstərir. O vaxtdan bəri okeanların turşulaşmasının daha çox təsirinin çoxlu orqanizmlərə və dəniz proseslərinə təsir etdiyi aşkar edilmişdir. Elmi proses formal tədqiqat protokollarına, ekspert rəyinə və nəşrə əsaslandığı üçün yeni tapıntının elmi ictimaiyyət tərəfindən təsdiqlənməsi və qəbul edilməsi müəyyən vaxt tələb edir. Bununla belə, 2007-ci ilə qədər okeanların turşulaşması ilə bağlı kifayət qədər sübutlar mövcud idi ki, IPCC-nin İqlim Dəyişikliyi üzrə Dördüncü Qiymətləndirmə Hesabatında (2007) Siyasət Müəyyən edənlər üçün Xülasədə deyilir: “Atmosferdə karbon qazının artması səbəbindən okeanların mütərəqqi turşulaşmasının atmosferə mənfi təsir göstərəcəyi gözlənilir. dəniz qabığı əmələ gətirən orqanizmlər (məsələn, mərcanlar) və onlardan asılı olan növlər”. Okeanın turşulaşması və onun təsirləri indi o dərəcədə sənədləşdirilmişdir ki, onlar elmi ictimaiyyət tərəfindən geniş şəkildə qəbul edilir və IPCC-nin Beşinci Qiymətləndirmə Hesabatında bu məsələyə ciddi şəkildə toxunulacaqdır. Əslində, təklif olunan sazişin mətnində okeanlarla bağlı xüsusi mülahizələrin çox az qeyd olunduğu və ya heç bir şəkildə qeyd olunmadığı halda, 2009-cu ilin dekabrında Kopenhagendə keçirilən COP15 iqlim dəyişikliyi danışıqlarında okeanların turşulaşdırılması, Okeanlar Günü kimi yan tədbirlərdə əsas müzakirə mövzusu idi. — Coan Kleypas, Alim III, Atmosfer Tədqiqatları Milli Mərkəzi, ABŞ Kerol Turli, Böyük Elm işçisi, Plimut Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya

Bu sənədin müəllifləri və rəyçiləri

Cim Barri, baş elm xadimi. Monterey Bay Akvarium Tədqiqat İnstitutu, ABŞ
Jelle Bijma, biogeokimyaçı, Alfred Vegener Qütb və Dəniz Tədqiqatları İnstitutu, Almaniya
Ken Kaldeyra, Karnegi Elm İnstitutunun baş alimi, ABŞ
Enn Koen, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun Tədqiqat Mütəxəssisi, ABŞ
Sarah Cooley, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun doktorluqdan sonrakı tədqiqatçısı, ABŞ
Scott Doney, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun baş alimi, ABŞ
Richard A. Feely, baş alim, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ
Helen Findlay, Lord Kingsland Fellow, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya
Jean-Pierre Gattuzo, Böyük Elm işçisi, Mərkəzi Milli Elmi və Université Pierre və Marie Curie-Paris 6, Fransa
Jason Hall-Spencer, Plymouth Universitetinin Dəniz Biologiyası müəllimi, Böyük Britaniya
Michael Holcomb, Monako Elmi Mərkəzinin Doktorluqdan Sonra Tədqiqat İşçisi
David Hutchins, Cənubi Kaliforniya Universitetinin Dəniz Ətraf Mühit Biologiyası professoru, ABŞ
Debora İqlesias-Rodriges, Sauthempton Universitetinin Milli Okeanoqrafiya Mərkəzinin müəllimi, Böyük Britaniya
Robert Key, Tədqiqat Okeanoqrafı, Prinston Universiteti, ABŞ
Joan Kleypas, Alim III, Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi, ABŞ
Kris Lenqdon, Mayami Universitetinin dosenti, ABŞ
Daniel McCorkle, Woods Hole Okeanoqrafiya İnstitutunun köməkçisi, ABŞ
Ceyms Orr, İqlim və Ətraf Mühit Elmləri Laboratoriyasının baş alimi, Fransa
Hans-Otto Pörtner, Alfred Vegener İnstitutunun professoru, Almaniya
Ulf Riebesell, Leibniz Dəniz Elmləri İnstitutunun professoru, IFM-GEOMAR, Almaniya
Andy Ridgwell, Royal Society Universitetinin tədqiqatçısı, Bristol Universiteti, Böyük Britaniya
Christopher L. Sabine, Nəzarətçi Okeanoqraf, NOAA Sakit Okean Dəniz Ətraf Mühit Laboratoriyası, ABŞ
Daniela Şmidt, Bristol Universitetinin baş elmi işçisi, Böyük Britaniya
Bred Seybel, Rod-Aylend Universitetinin biologiya elmləri üzrə köməkçi professoru, ABŞ
Carol Turley, Böyük Alim, Plimut Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya
Steve Widdicombe, Bentik Ekoloq, Plymouth Dəniz Laboratoriyası, Böyük Britaniya
Richard Zeebe, Manoa Havay Universitetinin dosenti, ABŞ


Okeanın turşulaşmasının dəniz qabıqlı molyusklara təsiri

Növbəti əsrdə atmosferdə CO2-nin miqdarı artdı2 okeanlara nüfuz edərək pH-ın (səth okeanında −0,3/−0,4 pH vahidi) və karbonat ionlarının konsentrasiyasının (okean turşulaşması adlanan) azalmasına səbəb olacağı gözlənilir. Bunun dəniz və estuaryan orqanizmlərə və ekosistemlərə göstərəcəyi təsirlər artan narahatlıq doğurur.Böyük enlik qradiyenti ilə koloniyalaşan və gelgitlərarası yaşayış yerlərindən dərin dənizlərə qədər tapıla bilən dəniz qabıqlı molyusklar, bentik orqanizmlər üçün yaşayış mühitinin quruluşu, suyun təmizlənməsi və digər orqanizmlər üçün qida mənbəyi daxil olmaqla, əsas ekosistem xidmətlərini təmin edən iqtisadi və ekoloji cəhətdən əhəmiyyətli növlərdir. Okean turşusunun yetkinlik yaşına çatmayan və yetkin qabıqlı molyuskların böyüməsinə və qabıq istehsalına təsiri növlər arasında və hətta eyni növlər daxilində dəyişkəndir, bu da ümumi mənzərənin çəkilməsinə mane olur. Bununla belə, bu, pteropodlar üçün belə deyil, indiyə qədər sınaqdan keçirilmiş bütün növlər okeanın turşulaşmasından mənfi təsirlənir. Qabıqlı mollyuskaların qanı bir neçə fizioloji proseslərə (məsələn, tənəffüs, ifrazat və s.) və bəzi hallarda uzunmüddətli dövrdə ölüm hallarının artmasına səbəb olan daha aşağı pH nümayiş etdirə bilər. Gübrələmə yüksəlmiş təsirsiz qala bilər səhCO2, embrion və sürfə inkişafı, ölçüdə əhəmiyyətli azalmalar və sürfələrin sağ qalma qabiliyyətinin azalması, anormal sürfələrin sayının artması və inkişaf müddətinin artması ilə yüksək həssas olacaq. Turşulaşan okeanın qabıqlı molyusklar üzərində bioloji nəticələrinin hazırkı anlayışında böyük boşluqlar var. Məsələn, pH-ın təbii dəyişkənliyi və karbonat kimyasındakı dəyişikliklərin temperaturun artması və duzluluğun dəyişməsi kimi ətraf mühitin digər stress amillərindəki dəyişikliklərlə qarşılıqlı əlaqəsi, növ qarşılıqlı təsirlərinin təsiri, həmçinin orqanizmlərin iqlimə uyğunlaşma və/və ya qabiliyyəti. dəyişən ətraf mühit şəraitinə uyğunlaşma zəif təsvir edilmişdir.

Bu, abunə məzmununun, qurumunuz vasitəsilə girişin önizləməsidir.


Giriş

Müasir gənclər qlobal iqlim dəyişikliyinin mənfi təsirlərindən daha çox əziyyət çəkirlər. Sabahın vətəndaşları dəyişən ətraf mühitimizin indiki trayektoriyasını dəyişdirmək üçün liderlərimizdən davamlı idarəetmə təcrübələrini tətbiq etməyə və planetimizin sağlamlığı ilə bağlı məlumatlı siyasət seçimləri etməyə yalvararaq qlobal iqtisadiyyatları vəzifəyə gətirməlidirlər. Tələbələrin bu problem haqqında ümumi məlumatlılığı ilə təbii dünyamızın üzləşdiyi faktiki nəticələr arasında əlaqə yaratmağa başlamaq çox vacibdir. Araşdırma göstərdi ki, qlobal iqlim dəyişikliyinin nə olduğunu başa düşmək edir başa düşülməsinə səbəb olmur nəticələri (Boyes & Stanisstreet, 1993). Bu məsələlərlə bağlı qavrayışlarımızda çox vaxt təcrübə komponenti yoxdur – əgər iqlim dəyişikliyinin mənfi təsirlərini “görə bilmiriksə”, təsirlərin nə olduğunu başa düşmək daha çətindir. Tələbələrin necə öyrəndiklərini və 21-ci əsrdə sosial dəyişikliyin təsirini başa düşməkdə irəliləyişlər əldə edildiyi üçün elm proqramlarını yenidən nəzərdən keçirmək lazımdır (Bybee, 2012). Burada təqdim olunan fəaliyyətlər həqiqi elm təcrübəsi vasitəsilə tələbələrin şüurunu formalaşdıran kurrikuluma və təlimata 21-ci əsr yanaşmasına keçiddə bir addımdır. Bu fəaliyyətlərdən müəllimlərə aşağıda göstərilən tədris və təlim növünə keçiddə dəstək olmaq üçün istifadə edilə bilər. Növbəti Nəsil Elm Standartları (NGSS Aparıcı Dövlətlər, 2013). Bundan əlavə, müəllimlər Elm və Texniki Savadlılıq üzrə Ümumi Əsas Dövlət Standartlarını inteqrasiya etmək üçün bu araşdırmalardan əlavə oxunuşlarla birlikdə istifadə edə bilərlər.

Okeanın turşulaşması: bu nədir və kimə təsir edir?

Hal-hazırda dəniz mühiti CO-nun atmosferdəki konsentrasiyalarının kəskin artması səbəbindən insan fəaliyyəti (Meehl et al., 2007) səbəbindən sürətlə dəyişmə vəziyyətinə düşür.2 dünya okeanları tərəfindən udulur (Sabine et al., 2004). 1751-1994-cü illər arasında səth okeanının pH-ının 8.25-dən 8.14-ə qədər azaldığı təxmin edilir (Jacobson, 2005).

Hidrogen ionlarının konsentrasiyasında 30% artım. Okean pH-da azalma, həll olunmuş ionların CaCO-ya çökməsini nəzərdə tutan kalsifikasiya prosesi vasitəsilə qabıqlar və skeletlər istehsal edən dəniz orqanizmlərinə güclü təsir göstərir.3, kalsium karbonat kimi istinad edilir (Fabry et al., 2008). Biyomineralizasiya prosesi vasitəsilə kalsium karbonat dəniz kalsifikasiya edən orqanizmlər daxilində çökdürülür və sümüklərin onurğalı orqanizmlər üçün quruluşu təmin etdiyi kimi yumşaq toxumaların yapışması üçün fiziki bir quruluş təmin edir. Zaman CO2 okean tərəfindən udulur, nəticədə pH, CaCO-nun doyma vəziyyəti azalır3 azalır, dəniz kalsifikatorlarında kalsium karbonatın əriməsinə səbəb olur, bu heyvanların “sümüklərini” zəiflədir (İnceləmə üçün Şəkil 1, Fabry et al., 2008-ə baxın). Artıq eksperimental iş aşkar etmişdir ki, okeanın turşulaşması kokkolitoforlar, mərcanlar, foraminiferlər, exinodermlər, xərçəngkimilər və mollyuskalar da daxil olmaqla, bütün ekoregionlarda dəniz kalsifikatorlarının bir çox növünə mənfi təsir göstərir (Milli Araşdırma Şurası, 2011). Bundan əlavə, Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı qlobal iqlim dəyişikliyinin artıq “hər il 5 milyon xəstəliyə və 150.000-dən çox insanın ölümünə” səbəb olduğunu bəyan edib (Patz və başqaları, 2005), bu iqlim dəyişikliyinin nəticələri ilə bağlı ictimaiyyətin məlumatlılığının genişləndirilməsinin zəruriliyini vurğulayır. qlobal iqlim dəyişikliyi.

Sinif şəraitində qlobal iqlim dəyişikliyi ilə bağlı müzakirələr çox vaxt bitki və heyvanlara təsirlərlə məhdudlaşır. Bununla belə, qlobal iqlim dəyişikliyi həm də ətraf mühitimizdə insan tərəfindən idarə olunan dəyişikliklərin yerli icmalara qlobal və yerli olaraq necə təsir etdiyi ilə bağlı söhbətlərə səbəb ola bilər. Qlobal iqlim dəyişikliyinin bütün dünyada bir çox yerli icmalar üçün yaratdığı təhlükə xüsusilə təhlükəlidir, çünki ənənəvi iqtisadiyyatlar, mədəniyyətlər və yaşayış vasitələri sağlam dəniz ekosistemləri ilə mahiyyətcə və bütöv şəkildə bağlıdır (Green et al., 2009). ABŞ-da yerli icmalar artıq iqlim dəyişikliyi ilə bağlı təhsilin əhəmiyyətini vurğulamaq üçün ənənəvi ekoloji biliklərdən istifadə edərək iqlim dəyişikliyi ilə bağlı kurikulumlar yaratmağa və öyrətməyə başlayıblar (Hugo et al., 2013). Buna görə də, iqlim dəyişikliyi ilə bağlı təhsil təkcə geniş ictimaiyyətin təsəvvürlərinə deyil, həm də yerli əhalinin sağlamlığına və yerli həyat tərzinin qorunmasına təsir göstərir (Green et al., 2009).


Mürəkkəb Uçurum

1758-ci ildə İsveç taksonomisti Karl Linney soyuq su mərcanını təsnif edən və adlandıran ilk təbiətşünas idi. Lophelia pertusa balıqçılar Skandinaviya fyordlarında təsadüfən onu tor və qarmaqlarla ələ keçirdikdən sonra.

On doqquzuncu əsrin əvvəllərində İngilis balıqçılar ovu götürmək üçün güc vinçləri ilə buxar trolları işlədirdilər. Bu texnologiya ilə balıqçılar bir qədər dərin suda balıq tuta və təsadüfən mərcan tuta bilərdilər. Alim Lui Aqassiz 1880-ci ildə ABŞ-ın cənub-şərqində dərinləşərək soyuq su mərcan nümunələrini çıxardı.

Yenə də qarmaqların və trolların soyuq su mərcanlarını tutması nisbətən nadir idi. O dövrün balıqçılıq və tədqiqat texnologiyaları yalnız orta dərinliklərə çata bilirdi və elm adamları soyuq su mərcanlarının coğrafi cəhətdən məhdud və az olduğuna inanırdılar. Dünyadakı nəhəng mərcan riflərinin sonsuz qaranlıq, sıx təzyiq və soyuducu soyuqluğu şəraitində yaşaya bilməsi çox çətin, hətta qeyri-mümkün görünürdü.

Lakin 1990-cı illərin ortalarında təkmil texnologiyalar - akustik tədqiqatlar, Uzaqdan İdarə olunan Vasitələr (ROVs) və idarə olunan sualtı gəmilər - elm adamlarına dünyanın daha dərin bölgələrinin ərazilərini öyrənməyə imkan verdi. Yenə də güclü cərəyanlar, kobud ərazi, sıx təzyiq, həddindən artıq qaranlıq və gəmi vaxtının yüksək xərcləri və dərin dəniz texnologiyaları dərin dənizlərin kəşfiyyatını çətinləşdirməyə davam edir.

Alimlər Meksika körfəzində və Aralıq dənizində, Sakit və Atlantik okeanının hər iki tərəfindəki kontinental yamaclarda və açıq okeanda dəniz dağları adlanan yüzlərlə sualtı dağda dərin dəniz mərcanlarının xəritəsini çəkiblər. Dəniz dağları tez-tez okean səthinin 300 metr altında zirvəyə çatır.

Sualtı Tədqiqatlar. 2005-ci ilin oktyabrında Şimali Karolina ştatının Cape Fear yaxınlığındakı dərin dəniz mərcan kurqanının zirvəsinə yaxın Johnson-Sea-Link sualtı gəmisinin içindən görünüş. Alimlər soyuq su mərcanlarının kolluqlarını araşdırdılar. Lophelia pertusa təxminən 370 metr dərinlikdə. Art Howardın fotoşəkili.

Bu gün ölkənin soyuq su mərcanlarının çoxu tədqiq edilməmiş bir dünyada gizli olaraq qalır. NOAA-nın elmi direktoru Kimberly Puglise deyir ki, bütün ABŞ Eksklüziv İqtisadi Zonasının dəniz dibinin yüzdə 10-dan az hissəsi (sahildən 3 mil ilə 200 mil arasında) dibinin ümumi tipoqrafiyasını təmin edən aşağı ayırdetmə qabiliyyətinə malik alətlərlə xəritələnib. Okeanların Kəşfiyyat və Tədqiqat İdarəsi.

Şimali Karolinadan Floridanın şərqinə qədər potensial dərin dəniz mərcan yaşayış yerlərinin beş faizindən azı mərcan və qayalar kimi dəniz dibi ehtiyatlarının ətraflı təsvirlərini təmin edən yüksək ayırdetmə texnologiyaları ilə xəritələnmişdir. Soyuq su mərcanlarını öyrənmək və idarə etmək üçün NOAA dərin dəniz dibinin əlavə yüksək keyfiyyətli şəkillərinə ehtiyac duyacaq.

"ABŞ dəniz sularında ən çox dərin dəniz mərcanlarının harada olduğu haqqında kifayət qədər məlumatımız yoxdur", Puglise deyir. "Bu, onların istifadəsini idarə etməyi çətinləşdirir." NOAA dərin dəniz mərcanları və süngərləri üçün həm gələcək tədqiqatlara, həm də idarəetməyə aid strateji plan üzərində işləyir. O, 2009-cu ildə ictimai şərh üçün açıq olacaq. Cənubi Atlantika Balıqçılıq İdarəetmə Şurası artıq regionun dərin dəniz mərcanları üçün tədqiqat planı yazmaq üçün ekspertləri toplayıb.

Ölkə daxilində dərin dəniz kəşfiyyatları üçün federal büdcələr 1990-cı illərin sonundan etibarən əhəmiyyətli dərəcədə azaldılmışdır ki, bu da elm adamlarının ölkənin dərin dəniz dibini daha çox araşdırmaq və federal qanunla nəzərdə tutulmuş balıqçılıq idarəsi üçün tələb olunan “ən yaxşı mövcud elmi” təmin etmək imkanlarını məhdudlaşdırır. Steneck deyir.

Rader deyir ki, ABŞ-ın dənizin dərinliklərində kəşfiyyat işlərini maliyyələşdirməsi “daaz su mərcanları ilə müqayisədə cüzi miqyasda” olub. “Bizim orada olanların sənədləşdirilməsinə çox ehtiyacımız var. Yenə də elm adamlarının Cənub-Şərqdə ayaqqabı ipində nə edə bildikləri heyrətamizdir."

Cənub-şərqin dərin dəniz mərcanlarının kəşfiyyatı həm ictimai həyəcan, həm də bu qeyri-adi ehtiyatların taleyi ilə bağlı narahatlıq yaradıb.

Zərif yaşayış yeri. Şimali Karolinadan Floridanın şərqinə qədər minlərlə dərin dəniz mərcan kurqanları var. Kurqanların səthi boyunca, mərcan Lophelia pertusa dəniz dibində sıx kollar və kolluqlar əmələ gətirir, həm də bu kimi zərif, tək ağaclar (yuxarı). Cnidarian mərcan koloniyaları (alt) da bu ağaca bənzər quruluşu meydana gətirdi. Fotoları S.W. Ross və başqaları, Leslie R. Sautter.

2008-ci ilin may ayında Cənubi Karolina qubernatoru Mark Sanford Ağ Evə məktub yazaraq federal hökumətdən Atlantik okeanının cənub sahilindəki dərin dəniz mərcan bölgəsini dəniz milli abidəsi kimi təyin etməyi xahiş etdi. Abidənin statusu regionun mərcanlarının hərtərəfli dövlət mühafizəsini təmin edərdi. 120-dən çox alim də prezidentə müraciət edib ki, onun milli abidə kimi qorunmasını nəzərdən keçirsin.

2006-cı ildə təbiəti qoruyanlar Şimal-Qərbi Havay adalarında təxminən 140.000 kvadrat millik dəniz qoruğunu milli abidə kimi adlandırdığına görə prezident Corc Buşu təriflədilər.

Lakin 2008-ci ilin yayında benzinin qiyməti qalxdıqda, ABŞ sularında əlavə dəniz neft və qaz kəşfiyyatına çağırışlar oldu. Federal moratorium 2012-ci ilə qədər ABŞ sahil zolağının əksər hissəsində, o cümlədən Atlantik okeanının cənub sahilində qazma işlərinin aparılmasını qadağan etmişdi. Lakin moratorium bu yaxınlarda geri götürüldü.

ABŞ-ın Atlantik okeanının cənub sahilindəki dərin dəniz mərcan sahilləri Ağ Evin abidə statusu üçün namizəd olacağı ərazilərin yekun siyahısına daxil etməyib. Əvəzində Sakit Okeanda üç sahə təyin edilib.

Rader deyir ki, Cənubi Atlantik Balıqçılıq İdarəetmə Şurasının təklif etdiyi HAPC-lər, demək olar ki, bir abidə təyinatı qədər qorunma təmin edə bilər, eyni zamanda bəzi balıq ovuna davam etməyə imkan verir. "Şura fəaliyyət göstərdikdən sonra," o deyir, "ən böyük problem, bu dünya sərvətlərinin tətbiqi, təbliği və təhsili, tədqiqatı və monitorinqi üçün lazım olan resursları tapmaq olacaq."


NƏTİCƏLƏR

Dəniz suyu kimyası

Üç fərqli atmosfer CO ilə tarazlaşdırılmış bankalarda yetişdirilən midye sürfələri2 konsentrasiyalar öz pelagik fazasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqli dəniz suyu kimyasına məruz qalmışdır (ANOVA, F2,15=34015, P<0.0001 Şəkil 2A). Bütün 380 ppm nəzarət bankaları üzrə orta pH 8,06±0,001, 540 və 970 ppm bankalar isə müvafiq olaraq 7,96±0,001 və 7,75±0,001 orta pH dəyərlərinə malik idi. CO arasında TA yalnız bir qədər fərqləndi2 səviyyələri, gözlənildiyi kimi, 380 və 970 ppm prosedurları müvafiq olaraq 2223±0.15 və 2228±0.29 μmol kq-1 dəniz suyu dəyərlərinə malikdir (ANOVA, F2,15=102.34, P<0.0001 Şəkil 2B).

Karbonat sisteminin daxili konsistensiyasının yoxlanılması pH-nın olduğunu göstərdiNBS və dəniz suyu PCO2 TA və DIC-dən hesablanmış göstəricilər müvafiq olaraq ölçülmüş dəyərlərin 1,2 və 8,6%-i daxilində olmuşdur (Cədvəl 1, 1,0 və 6,6%-i əhatə edir). Hesablanmış pHNBS dəyərlər ölçülənlərdən ardıcıl olaraq 0,08 vahid yüksək idi, pH şkalasının loqarifmik təbiətinə görə [H + ]-da ~17% uyğunsuzluğa uyğundur. Bu pH nəzərə alınmaqla potensiometrik pH ölçmələri üçün bu cür ofsetlər qeyri-adi deyilNBS dəyərlər mütləq səviyyələrdən 0,1 vahidə yaxınlaşan böyüklüklərlə, əsasən maye keçid potensialındakı böyük elektrodlararası fərqlərdən kənarlaşdırıla bilər (Dickson, 1984). Ofsetlər, bu tədqiqatda olduğu kimi, tək elektrod vasitəsilə əldə edilən pH məlumatları arasında nisbi müqayisələrin etibarlılığına təsir göstərmir.

Sürfə kultivasiyası zamanı orta (±s.d.) karbonat sisteminin parametrləri

XyUfgGw__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

Sürfə midye qabığının reprezentativ güc testi, qabığın sıxılması ilə gücün xətti olaraq necə artdığını göstərən. Sıxıcı qüvvələr xərçəng kimi yırtıcıların hücumlarını əzmək üçün təqlid kimi nəzərdə tutulmuşdu. Bununla belə, biomateriallardakı uğursuzluq tez-tez güc tətbiqinin sürəti və həndəsəsi və nəmlənmə vəziyyəti ilə fərqləndiyi üçün nəticələrin bütün aspektlərdə təbii yırtıcı qarşılıqlı təsirləri təkrarlaması ehtimalı azdır. İzin yamacı sınaq aparatında uyğunluq səbəbindən qabığın sərtliyi ölçüsünü təmin etmir.

Sürfə midye qabığının reprezentativ güc testi, qabığın sıxılması ilə gücün xətti olaraq necə artdığını göstərən. Sıxıcı qüvvələr xərçəng kimi yırtıcıların hücumlarını əzmək üçün təqlid kimi nəzərdə tutulmuşdu. Bununla belə, biomateriallardakı uğursuzluq tez-tez güc tətbiqinin sürəti və həndəsəsi və nəmlənmə vəziyyəti ilə fərqləndiyi üçün nəticələrin bütün aspektlərdə təbii yırtıcı qarşılıqlı təsirləri təkrarlaması ehtimalı azdır. İzin yamacı sınaq aparatında uyğunluq səbəbindən qabığın sərtliyi ölçüsünü təmin etmir.

Qabıq gücünə təsirlər

Materialların sınaq aparatına yerləşdirilən mədəni sürfələr fəlakətli qabıq çatışmazlığı nöqtəsinə qədər xətti artan sıxılma qüvvələrini davam etdirdi (Şəkil 3). Mexanik sınaqlarda tez-tez göründüyü kimi, qırılmaya səbəb olmaq üçün tələb olunan qüvvə fərdlər arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişirdi. Qırılma qüvvəsi üçün dəyişmə əmsalları müəyyən bir mədəniyyət qabında 18-43% arasında dəyişdi. Sürfə qabıqlarının orta gücü də inkişaf zamanı artdı, 8-ci gündən etibarən qırılma qüvvələri 5-ci gündən iki dəfə çox oldu (Şəkil 4). Qeyd edək ki, bir 380 ppm nəzarət mədəniyyəti lifli yosun çiçəklənməsini inkişaf etdirdi və bu bankanın orta qabığının gücü kənar sınaqlardan keçə bilmədi (Dikson r10=5.58, N=6, P<0.05 Grubb G=1.83, N=6, P<0.05). Buna görə də bu qab sonrakı analizlərdən atıldı.

Dəniz suyunun turşulaşma dərəcəsi gübrələmədən sonra həm 5-ci gündə, həm də 8-ci gündə qabığın gücünə güclü təsir göstərmişdir (ANOVA, 5-ci gün, F2,15=4.47, P=0,03 gün 8, F2,14=6.48, P=0,01 Şəkil 4). 5-ci gündə sürfələr 540 ppm CO-da böyüdülər2 müalicə nəzarət fərdlərininkindən 13% daha zəif olan qabıqlara sahib idi və fərdlər 970 ppm CO-da böyüdülər.2 müalicə 20% zəif olan mərmilərə malik idi. 8-ci gündə mərmi gücündə müvafiq azalmalar 12 və 15% idi.

Qabıq sahəsinə təsirlər

Okeanın turşulaşması sürfə qabığının böyüməsinə gücə təsiri ilə müqayisədə daha az təsir göstərmişdir (Şəkil 5). 5-ci gündə sürfələr 970 ppm CO-da böyüdülər2 müalicədə nəzarət fərdlərininkindən 7% daha kiçik olan mərmilər var idi. 8-ci gündə mərmi sahəsində müvafiq azalmalar 5% olmuşdur. Artımdakı azalmalar mərmi gücünün azalmasının əsas səbəbi deyildi, çünki müəyyən bir gündə qabıq sahəsi ilə güc arasında heç bir əlaqə yox idi. Əsas müalicə effektinə əlavə olaraq, qablar arasında qabıq sahəsinin dəyişmə nümunəsi də iç-içə amil hava axınının əhəmiyyətli təsirini nəzərdə tutur [CO2] qarışıq model ANOVA-da (gün 5 CO2, F2,12=37.94, P<0,0001 gün 5 hava axını [CO2], F3,12=3.94, P=0,04 gün 8 CO2, F2,11=16.59, P<0,0005 gün 8 hava axını [CO2], F3,11=13.55, P<0,0005). Bununla belə, əlavə araşdırmalar göstərdi ki, iç-içə təsir faktiki olaraq verilmiş hava axınının bankalarının xüsusi cədvəldə yerləşməsi nəticəsində yaranıb. Xüsusilə, iki cədvəlin ikincisində yetişdirilən sürfələrin qabıq sahələri CO-dan asılı olmayaraq eyni dərəcədə kiçik idi.2 səviyyə (Şəkil 5) və su kimyasında hava axını ilə bağlı heç bir fərq aşkar edilməmişdir. Cədvəl effektinin şərhinə uyğun olaraq, CO ilə ikitərəfli ANOVA2 və sabit amillər kimi cədvəl, həm 5-ci gün, həm də 8-ci gün sürfələri üçün (5-ci gün CO2) hər iki amilin, aralarında heç bir qarşılıqlı əlaqə olmadan, qabıq sahəsinə əhəmiyyətli təsir göstərdiyini göstərdi.2, F2,14=40.26, P<0.0001 gün 5 cədvəli, F1,14=11.28, P<0,005 gün 8 CO2, F2,13=19.28, P=0,001 gün 8 cədvəli, F1,13=46.17, P<0.0001 Şəkil 5). Bu nəticələr CO-nun incə təsirini göstərir2 xüsusi dəniz suyunun istifadəsi ilə bağlı kiçik eksperimental təsirlərlə rəqabət aparan artım. Cədvəl təsirinin mümkün səbəbləri qeyri-müəyyən olsa da, midye böyüməsi dəniz suyunun temperaturu ilə dəyişir (Widdows, 1991) və iki masa orta temperaturda ~0,2°C fərqlənirdi. Eksperimental şəraitə belə aşkar həssaslıq OA kultivasiya tədqiqatlarının dizaynında əsaslı qayğıya ehtiyac olduğunu göstərir.

CO-nun funksiyası olaraq qabığın qırılma qüvvəsi2 midye sürfələrində mayalanmadan sonra (A) 5-ci və (B) 8-ci gündə müalicə. Hər paneldəki çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər, fərqlənməyən mərmi qırma qüvvələrini göstərir (Tukey's HSD, P<0.05). Səhv çubuqları +s.e.m.

CO-nun funksiyası olaraq qabığın qırılma qüvvəsi2 midye sürfələrində mayalanmadan sonra (A) 5-ci və (B) 8-ci gündə müalicə. Hər paneldəki çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər, fərqlənməyən mərmi qırma qüvvələrini göstərir (Tukey's HSD, P<0.05). Səhv çubuqları +s.e.m.

CO funksiyası olaraq qabıq sahəsi2 iki dəniz suyu masasının hər birində becərilmiş midye sürfələri üçün (A) mayalanmanın 5-ci və (B) 8-ci günündə müalicə (hər CO üçün qara və ağ çubuqlar)2 səviyyə). Hər bir paneldəki qoşalaşmış çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər CO arasında fərqlənməyən orta qabıq sahələrini göstərir2 müalicələr (Türkiyə HSD, P<0.05). Qeyd edək ki, qabıq sahələri iki dəniz suyu masasında yetişən sürfələr arasında incə, lakin əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi (P<0.05).Səhv çubuqları +s.e.m.

CO funksiyası olaraq qabıq sahəsi2 iki dəniz suyu masasının hər birində becərilmiş midye sürfələri üçün (A) mayalanmanın 5-ci və (B) 8-ci günündə müalicə (hər CO üçün qara və ağ çubuqlar)2 səviyyə). Hər bir paneldəki qoşalaşmış çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər CO arasında fərqlənməyən orta qabıq sahələrini göstərir2 müalicələr (Türkiyə HSD, P<0.05). Qeyd edək ki, qabıq sahələri iki dəniz suyu masasında yetişən sürfələr arasında incə, lakin əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi (P<0.05). Səhv çubuqları +s.e.m.

Turşulaşdırılmış dəniz suyunun əlavə gün-8 sürfə parametrlərinə təsiri midyelərin erkən həyatda sağ qalmasına potensial olaraq təsir göstərir. (A) Sürfə qabığının orta qalınlığı. (B) Orta quru toxuma kütləsi. (C) Səth sahəsinin quru toxuma kütləsinə nisbəti. Hər paneldəki çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər CO arasında fərqlənməyən parametrləri göstərir2 müalicələr (Türkiyə HSD, P<0.05). Səhv çubuqları +s.e.m.

Turşulaşdırılmış dəniz suyunun əlavə gün-8 sürfə parametrlərinə təsiri midyelərin erkən həyatda sağ qalmasına potensial olaraq təsir göstərir. (A) Sürfə qabığının orta qalınlığı. (B) Orta quru toxuma kütləsi. (C) Səth sahəsinin quru toxuma kütləsinə nisbəti. Hər paneldəki çubuqların üstündəki paylaşılan hərflər CO arasında fərqlənməyən parametrləri göstərir2 müalicələr (Türkiyə HSD, P<0.05). Səhv çubuqları +s.e.m.

Qabıq qalınlığına və toxuma kütləsinə təsirlər

Sürfə qabığının gücü və böyüməsi ilə əlaqəli digər amillər də turşulaşmadan təsirlənmişdir. Qabıq qalınlığı OA altında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi (ANOVA, F2,15=4.29, P=0,03 Şəkil 6A), 8-ci gündə yüksək CO-da təxminən 15% nazik olan sürfə qabıqlarına gətirib çıxarır.2 nəzarətlə müqayisədə müalicələr. Sürfələrin vəziyyət indeksi (külsüz quru toxuma kütləsinin ümumi quru kütləyə nisbəti) müalicələr arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi (ANOVA, F2,13=8.49, P=0,004), 970 ppm müalicədən alınan sürfələr, 540 ppm-dən və nəzarət mədəniyyətlərindən olan sürfələrdən 17% aşağı dəyərlər nümayiş etdirir. Lakin nəzərə alın ki, qabıq kütləsi vəziyyət indeksinin hesablanmasına daxil olduğundan və yüksəlmiş CO-da azalmışdır.2 müalicələrdə quru toxuma kütləsi sürfələrin enerji vəziyyətinin daha birbaşa ölçülməsini təmin edə bilər. Quru toxuma kütləsi CO arasında dəyişir2 müalicələr (ANOVA, F2,13=9.93, P=0,002 Şək. 6B), 540 və 970 ppm müalicələrdən alınan sürfələr üçün dəyərlər nəzarətə nisbətən müvafiq olaraq 14 və 33% azalıb. Qabıq sahəsi ilə quru toxuma kütləsi arasındakı əlaqə müalicələr arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi (ANOVA, F2,13=12.88, P=0,0008 Şəkil 6C), 970 ppm CO-da yetişdirilmiş sürfələrlə2 nəzarət sürfələrininkindən 40% daha böyük sahə/kütlə nisbəti nümayiş etdirən dəniz suyu.


Təkamül reaksiyası imkanları

Dəyişən okean temperaturuna və pH-a orqanizmin reaksiyaları, çox güman ki, bir genotip bir sıra fenotiplər və ya mövcud genetik müxtəlifliyin yerli və ya geniş yayılmış seçimi ilə uyğunlaşma yarada bilən plastisiyanı əhatə edir (Sunday et al., 2014). Şirin su ekosistemlərində təkamül xarakterli “zaman maşını” mövcud ola bilər ki, bu da onların diapoz embrionlarının Daphnia magna sənayedən əvvəlki atmosfer zamanı yaranan çöküntülərdə sıxışdırılır PCO2 öyrənilməsi üçün dirilə bilər (Orsini et al., 2013). Dəniz ekosistemlərində təkamül dəyişikliklərini qiymətləndirmək üçün dəniz heyvanlarının belə hərəkətsiz təbliğatları mövcud deyil, baxmayaraq ki, çöküntülərdəki yosun kistləri bu fürsəti təqdim edə bilər (Ellegaard et al., 2013 Härnström et al., 2011). Bununla belə, müqayisəli fiziologiya yanaşmasının “kristal kürəsi” orqanizmlərin mövcud fenotiplərə necə reaksiya verəcəyi barədə bizə məlumat verə bilər (Somero, 2010, 2011).

Okeanın turşulaşmasına uyğunlaşma potensialını qiymətləndirmək üçün üç əsas yanaşmadan istifadə edilmişdir (Sunday et al., 2014): (1) Qısa müddətli aklimasiya tədqiqatları (bir nəsil ərzində) fizioloji plastiklik (2) populyasiya və ya növ səviyyəsinin müqayisəli qabiliyyətini qiymətləndirmək üçün pH və (3) eksperimental təkamüldə təbii gradientlər arasında paylanmış orqanizmlərdə mövcud olan genetik və fizioloji müxtəlifliyi qiymətləndirmək üçün tədqiqatlar, bununla da mövcud genetik müxtəlifliyin və ya yeni mutasiyaların seçilməsi bir çox nəsillər ərzində performansın dəyişməsinə səbəb ola bilər. Burada biokimyəvi sistemlərin pH-də ətraf mühitin qradientlərinə uyğun olub-olmadığını anlamaqla bağlı hər bir yanaşma növündə irəliləyişləri təsvir edirik.

Plastiklik

Okeanın turşulaşmasına plastik reaksiyalar, bir insanın həyatı boyu edilənləri (Somero, 2011) və ya epigenetik və ya analıq təsirləri ilə bir neçə nəsillər boyu davam edənləri əhatə edir (Burggren, 2014). Okean pH-da antropogen dəyişikliklərə orqanizmin reaksiyalarının öyrənilməsi yaşayış mühitinin pH-ına ən həssas olan və okeanın turşulaşmasına uyğunlaşma potensialı olan fizioloji sistemlər haqqında fikir verir. OA-ya məruz qalan orqanizmlər cavab dəyişənləri, həyat tarixi mərhələləri, coğrafi yerlər və taksonlara görə dəyişən çoxlu reaksiyalar nümayiş etdirir. Meta-analizlər taksonlar arasında sağ qalma və kalsifikasiyaya ən çox mənfi təsir göstərdiyini aşkar etdi (Kroeker et al., 2013). Takson-spesifik analiz ən çox kalsifikasiya edən qrupların (kalsifikasiya olunmuş yosunlar, mərcanlar, mollyuskalar və exinodermlərin sürfə mərhələləri) pH azalmasından ən çox mənfi təsirləndiyini göstərir (Kroeker et al., 2013). Çox güman ki, plastik reaksiyalar üçün ətraf mühitin pH həddi hədləri var, bunlardan kənarda uyğunlaşma baş vermir və uyğunluq pozulur (Dorey və digərləri, 2013).

PH-nin azalması balıqların qoxu hisslərini pozur, bu da fərdlərin yırtıcıları, yırtıcıları və valideyn işarələrini aşkar etmək qabiliyyətini azaldır (Dixson et al., 2010 Munday et al., 2009 Nilsson et al., 2012). Bu dəyişikliklər pH tənzimləməsinin GABA nörotransmitter yollarına birbaşa təsiri ilə vasitəçilik edilir. Turşu-qələvi tənzimləməsindəki dəyişikliklər anionların (Cl - və HCO2) gradientlərini dəyişdirir.3 − ) neyron membranlarında, nəticədə GABA reseptorları vasitəsilə tərs cərəyan axır (Hamilton et al., 2014 Nilsson et al., 2012). Azaldılmış pH-nin balıq qoxusuna təsiri nəsillər boyu davam edə bilər (Welch və digərləri, 2014), bu da qoxu alma ilə əlaqəli fizioloji sistemlərdə məhdud fenotipik plastikliyi göstərir. Olfaktör neyron arxitekturası yəqin ki, balıqlar arasında oxşardır. Beləliklə, pH-a fərqli davranış reaksiyaları göstərən balıqlarda turşu-qələvi tənzimləyici fiziologiyanı və GABA reseptor reaksiyalarını müqayisə edən gələcək tədqiqatlar okeanların turşulaşmasına biokimyəvi uyğunlaşmanın mühüm nümunəsini işıqlandıra bilər. Bu cür tədqiqatlar ətraf mühitin pH-dakı dəyişikliklərə cavab olaraq fərqli davranışları olan fərdlər arasında (Welch et al., 2014) və ya müxtəlif pH mühitlərinə uyğunlaşdırılmış balıqlar arasında müqayisə edilə bilər.

Əhəmiyyətli bir məqam, pH-nın təcrid olaraq dəyişməməsidir. Atmosferin yüksəlməsi səbəbindən iqlim istiləşməsinin artması PCO2 dəniz səthinin temperaturu eyni vaxtda dəyişir və bu amillər ekoloji və təkamül baxımından real nəticələr əldə etmək üçün birlikdə nəzərə alınmalıdır (Harvey et al., 2013). OA-nın təsiri ümumiyyətlə temperaturun təsiri ilə interaktivdir (Harvey et al., 2013). Fizioloji energetika interaktiv təsirlər üçün əsas ola bilər, çünki böyümə və saxlama arasında enerji bölgüsündə dəyişikliklər hər bir ətraf mühit sürücüsü üçün müstəqil olaraq müşahidə edilmişdir. Turşulaşmanın və temperatur dəyişikliyinin interaktiv təsiri intertidal çini xərçəngində müşahidə edilmişdir, Petrolisthes cinctipes (Paqanini və başqaları, 2014). Artan pH dəyişkənliyinə uyğunlaşma termal dözümlülüyün yüksəlməsinə səbəb oldu, lakin tənəffüs nisbətində eyni vaxtda artım olmadı (Paganini et al., 2014). Bunun əksinə olaraq, pH dəyişkənliyi temperaturun metabolik sürətə və istilik tolerantlığına təsiri ilə güclü interaktiv təsirlərə malikdir və beləliklə, pH-a həssaslıq kontekstdən asılıdır (Paganini et al., 2014). Dinamik pH yaşayış yerlərində yaşayan sahil orqanizmləri üçün (Duarte et al., 2013), pH və temperaturda ətraf mühit dəyişkənliyinə reaksiyaların daxil edilməsi plastik və adaptiv reaksiyaların başa düşülməsinin vacib aspektidir (Dupont və Portner, 2013).

Müqayisəli tədqiqatlar

PH-da təbii ekoloji qradientlər boyunca yaşayan populyasiyalar göstərir ki, aşağı pH altında kalsifikasiyanın azalması təkcə laboratoriya təcrübələrində müşahidə olunan bir hadisə deyil, real dünya hadisəsidir. Misal üçün, yerində sahil ilbizinin qabığının əriməsi Limacina helicina Kaliforniya Cari Böyük Dəniz Ekosistemində (CCLME) nisbətən daha çox turşulaşmış ərazilərdə sürətlənir (Bednarŝek et al., 2014). Dəniz kirpisi növləri təbii olaraq meydana gələn CO-da pH gradientləri arasında paylanmışdır2 Aralıq dənizindəki havalandırma delikləri yerli uyğunlaşmanın yüksək olduğunu göstərdi PCO2 mühitlər uyğunlaşma reaksiyasına gətirib çıxarır, nəticədə hüceyrədaxili mayenin yüksək tamponlama qabiliyyəti (Calosi et al., 2013). Bu halda, bu fizioloji diferensiallaşma növlərin paylanma nümunələrinə səbəb olur. Fərqli pH yaşayış mühitlərinə uyğunlaşdırılmış növlərin spesifik müqayisələri orqanizmlərin bu cür dəyişikliklərə dözümlülüyündə necə fərqləndiyinə dair fikir verir. Orqanizmin pH stresinə qarşı dözümlülüyü, müxtəlif seçmə təzyiqləri olan yaşayış yerlərindən gələn analoqları, məsələn, gelgit-subtidal şaquli gradient üzrə paylanmış çini xərçəngkimiləri müqayisə edərkən göstərilir (Stillman və Somero, 2000). Cinsdəki çini xərçənglərinin müqayisəsi Petrolisthes Daha sabit (məsələn, subtidal) temperatur yaşayış yerlərindən gələn növlərə nisbətən pH stressinə məruz qaldıqda ekzoskeletdə [Ca 2+] eyni vaxtda azalma ilə daha az termal dözümlü növlərin necə daha yüksək ölüm göstəricisi nümayiş etdirdiyini göstərin (Page və Stillman, 2014). Qlobal miqyaslı fiziki-kimyəvi gradientlər üzrə paylanmış növlər və suşlar arasında kokkolitofor kalsifikasiyasında dəyişiklik müşahidə edilmişdir ki, bununla da kokkolit kütləsi ilə tərs korrelyasiya olur. PCO2 (Beaufort et al., 2011), okeanın turşulaşmasına uyğunlaşma potensialını anlamaq üçün okean kimyası şəraitində böyük gradientlər arasında paylanmış oxşar taksonların müqayisəsinin vacibliyini vurğulayır.

Fərqli yaşayış yerlərindən olan fərdlər arasında intraspesifik müqayisələr orqanizmlərin OA-ya göstərə biləcəyi fizioloji reaksiyaların plastikliyi haqqında nəticə çıxarmağa imkan verir. Asidləşdirilmiş şəraitdə xüsusi genotiplərin yerli uyğunlaşması və diferensial seçimi OA reaksiyaları üçün ən yaxşı namizəd genlərin allel tezliyini idarə etdiyi göstərilmişdir (Pespeni et al., 2013). Bənövşəyi kirpi sürfələri (Strongylocentrotus purpuratus) yerli olaraq daha az turşulu ərazilərə uyğunlaşdırılmış pH stresinə məruz qaldıqda allel tezliyindəki bu artımı göstərir ki, uyğunlaşma qabiliyyəti məkan-zaman yaşayış yerlərində daimi genetik dəyişkənliyin nəticəsi ola bilər (Pespeni et al., 2013). Fərqli termal yaşayış yerləri ilə növdaxili müqayisələr termal plastikliyin pH stresinə reaksiyaları necə formalaşdıra biləcəyini göstərir. İntertidal populyasiyalar Concholepas concholepas daha isti yaşayış yerlərindən gələn ilbizlər aerob qabiliyyətini artırır, nəticədə pH stresinə məruz qaldıqda molekulyar şaperonların səviyyəsi daha yüksək olur (Lardies et al., 2014). Bu cavablar populyasiyalar arasında istilik plastisiyasının, ehtimal ki, oxşar yolları təhrik etməklə, turşulaşma stresinin dözümlülük hədlərini necə idarə edə biləcəyinin göstəricisidir.

Eynilə, populyasiyalar daxilində fenotipik plastikliyin müxtəlifliyi növlərin OA-ya necə reaksiya verdiyinə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər. Erkən həyat mərhələləri (məsələn, embrion, sürfə) ən həssas ola biləcəyi üçün xüsusilə həyati əhəmiyyət kəsb edən OA ilə bağlı damızlıq spesifik cavabların faydalı olduğu göstərilmişdir (Carter et al., 2013 Ceballos-Osuna et al., 2013). ətraf mühitin stresinə (Miller et al., 2013). Çini cır sürfələri və embrionlarında, bəzi balalardan olan fərdlər aşağı pH-a cavab olaraq metabolik azalma göstərir, digər balalarda isə eyni həyat mərhələləri əsasən təsirlənmir (Carter et al., 2013 Ceballos-Osuna et al., 2013). Aşağı pH-a cavab olaraq dala-xüsusi variasiya valideynlər arasında genetik dəyişkənliyə bağlı ola bilər, baxmayaraq ki, oogenez zamanı və ya ondan əvvəl ətraf mühitə məruz qalma ilə bağlı ana təsirləri də genetik və epigenetik və ya ana təsirləri arasında fərq rolunu oynaya bilər. plastiklik mənbələri.

Gələcək CO-da sahil onurğasızlarının sürfə ölçüsü üçün artan fenotipik və genetik variasiya2 şərtlərin çox sayda növdə nisbi təkamül potensialını başa düşmək üçün əsas olduğu göstərilmişdir (Sunday et al., 2011). Sürfə ölçüsünün artması populyasiya dövriyyəsinin aşağı nisbətlərinə baxmayaraq, pH stresinə daha sürətli təkamül reaksiyaları yarada bilər (Sunday et al., 2011). Əhali səviyyəsində, fenotipik plastikliyin okeanın turşulaşmasına tolerantlığın mühüm aspekti olması dərəcəsi daimi genetik müxtəlifliklə bağlı ola bilər. Məsələn, davamlı genetik müxtəlifliyə görə urchinlərdə turşulaşmaya artan dözümlülük göstərilir (Foo et al., 2012 Kelly et al., 2013).

Turşulaşmaya dözümlü fenotiplərə gətirib çıxaran genetik dəyişkənliyin seçilməsi yolu ilə adaptiv reaksiyalar qabiliyyəti bir çox taksonlarda, əsasən damazlıq dizaynlarının (məsələn, Şimali Karolina damazlıq dizaynı) fenotipik müxtəlifliyi genetik və ətraf mühit komponentlərinə bölməyə imkan verdiyi tədqiqatlar vasitəsilə nümayiş etdirilmişdir (Linç). və Walsh, 1998). Bu yanaşma OA və istiləşməyə daha davamlı olan embrionları potensial olaraq ananın təmin edilməsi nəticəsində (Foo et al., 2012) və OA-dan daha az təsirlənən böyüməyə malik sürfələri istehsal edən dəniz kirpi genotiplərinin müəyyən edilməsi üçün faydalı olmuşdur. Kelly et al., 2013 Sunday et al., 2011). Kirpi həyatın erkən mərhələlərində OA və OW-a cavabların dəyişməsi gen ifadəsinin diferensial tənzimlənməsi yolu ilə molekulyar səviyyədə də sübut edilir (Evans et al., 2013 Padilla-Gamiño et al., 2013 Todgham və Hofmann, 2009). abalone də göstərilmişdir (Zippay və Hofmann, 2010).

Əhənglənmədən məsul olan mexanizmlər OA-ya uyğunlaşma dəyişikliklərini başa düşmək üçün çox vacibdir. Bənövşəyi kirpi sürfələri, Strongylocentrotus purpuratus, hündür altında yetişdirilir PCO2 Dörd əsas hüceyrə prosesində gen ifadəsində geniş miqyaslı azalma nümayiş etdirdiyi aşkar edilmişdir: biomineralizasiya, hüceyrə stresinə reaksiya, metabolizm və apoptoz, bu da kalsifikasiya və biomineralizasiyadan kənar fizioloji proseslərin böyük dərəcədə təsirləndiyini vurğulayır (Todgham və Hofmann, 2009).

İstiridyələr, erkən həyat mərhələlərində OA-ya həssas olduqları üçün dövlət sektorunda okeanların turşulaşmasına verilən diqqətə böyük təsir göstərmiş iqtisadi cəhətdən əhəmiyyətli orqanizmlərdir (Barton et al., 2012). İstiridyə yetişdirmə zavodlarında su turşulaşdırıldıqda, əsasən CCLME-də pH-ın dəyişməsi səbəbindən, erkən 'D' mərhələ sürfələri yüksək ölümlə üzləşirlər (Barton və digərləri, 2012). İstiridyələrin selektiv yetişdirilməsi gələcək OA şərtlərinə ən uyğun olan genotiplərin seçilməsi ilə böyümə və enerjiyə OA təsirlərini azaltmaq üçün böyük potensiala malikdir (Applebaum et al., 2014 Parker et al., 2011). Bununla belə, istiridyə biologiyasında OA və digər həyat tarixi xüsusiyyətlərinə yaxşı uyğunlaşma arasında potensial uyğunlaşmalar var. Məsələn, bryozoan klonal təcridləri əlaqəli həyat tarixi xüsusiyyətlərini və bu əlamətlərin OA və istiləşməyə dözümlülüklə mübadilələrini nümayiş etdirdi (Pistevos et al., 2011). Aydındır ki, OA şərtlərinə dözümlülükdən əlavə, fitnes nəticələri (və ya üstünlükləri) ola biləcək əlaqəli xüsusiyyətlər haqqında öyrənilməli çox şey var. Bu və digər növlərin dəyişən okeana davamlılığına töhfə verən mövcud genetik müxtəliflik potensialının nümayişi onu göstərir ki, aşağı və ya dəyişən pH mühitlərində yerli olaraq uyğunlaşdırılmış populyasiyaların mühafizəsi vurğulanmalıdır.

Eksperimental təkamül

Dəniz orqanizmlərində OA-ya uyğunlaşma reaksiyaları, okeanın qida şəbəkələrində və biogeokimyəvi sikllərindəki əhəmiyyətinə və qısa generasiya müddətlərinə görə diatomlar və kokolitoforlar da daxil olmaqla fitoplanktona yönəlmişdir (Tatters et al., 2013 Falkowski, 2012). Kokkolitoforların ümumiyyətlə OA altında qeyri-üzvi karbon tərkibinin azaldıldığı düşünülür, baxmayaraq ki, laboratoriya tədqiqatları fərdi genotiplərin gələcək şərtlərə cavablarında nəzərəçarpacaq müxtəliflik olduğunu göstərir (bax: Benner et al., 2013-cü il). Kokkolitoforlar idarə olunan şəraitdə yüzlərlə nəsil üçün becərilə bildiyindən, onların OA-ya uyğunlaşma potensialını qiymətləndirmək üçün eksperimental təkamül tədqiqatlarında istifadə edilmişdir (Reusch və Boyd, 2013). Kokolitofor Emiliania Huxleyi genotiplər üzrə OA-ya necə reaksiya verməsi ilə diqqətəlayiq müxtəlifliyə malik, xüsusilə yaxşı öyrənilmiş növdür (Langer et al., 2009). Fərqli şərtlər altında müxtəlif müddətlərdə saxlanılan spesifik suşların tədqiqi kokkolitoforların OA-ya plastik və adaptiv reaksiyalar vermə potensialını göstərir (Benner və digərləri, 2013 Langer və digərləri, 2009 Lefebvre və digərləri, 2012 Lohbeck et al., 2012, 2013 Schlüter et al., 2014). E. huxleyi adətən yüksək səviyyədə 8 nəsildən sonra plastik reaksiya göstərdi PCO2 və eyni yüksəklikdə 500 nəsildən sonra uyğunlaşma reaksiyası PCO2 şərtləri (Lohbeck et al., 2014). OA altında 500 nəsildən sonra, E. huxleyi sitozolik pH tənzimlənməsindən məsul olan genləri adaptiv şəkildə tənzimləyə bilər (proton nasoslarının və bikarbonat daşıyıcılarının tənzimlənməsi) və sonradan onun böyüməsini və kalsifikasiyasını artıra bilər (Lohbeck və digərləri, 2012, 2013, 2014). Hüceyrə ölçüsündə sürüşmələr yüksək səviyyədə eksperimental təkamüldən sonra müşahidə edilmişdir PCO2 şirin su yaşıl yosunlarında Xlamidomonas (Collins və Bell, 2004). Karbon konsentrasiyası mexanizmləri ilə əlaqəli genlərdə mutasiyaların toplanmasının adaptiv dəyişikliklərdən məsul olduğuna inanılır. Xlamidomonas (Collins və Bell, 2004).

Dəniz orqanizmləri mürəkkəb bir çox sürücülü mühitdə yaşayır və gələcəkdə fitoplankton istiləşmə, azot dövranında dəyişikliklər və potensial olaraq digər ətraf mühit dəyişiklikləri ilə eyni vaxtda OA ilə mübarizə aparmalı olacaq. Gələcək PCO2 səviyyələrinin NH-ni artıracağı gözlənilir4 + /NO3 N-nin ikiqat artması ilə səth sularında nisbət2 tərəfindən fiksasiya dərəcələri Trixodesmium (Barcelos e Ramos et al., 2007 Hutchins et al., 2009). Kalsifikasiya və karbon fiksasiyası E. huxleyi azot mənbəyinə daha həssasdırlar (NH4 + NO-ya qarşı3 − ) yüksəkdir PCO2, (Lefebvre et al., 2012). Bu iki ətraf mühit sürücüsü, hissəcikli qeyri-üzvi və üzvi karbonun kalsifikasiya və fotosintez məhsullarının nisbətlərini interaktiv şəkildə dəyişdirir (Lefebvre et al., 2012). Maraqlıdır ki, istiləşmə uzunmüddətli mədəniyyətdə OA-nın mənfi təsirlərini yaxşılaşdırır (Benner et al., 2013). Temperaturun dəyişməsinə çoxşaxəli reaksiyalar, PCO2 və azot mənbəyi tədqiq edilməlidir.

Kalsifikasiya olunmayan fitoplankton üzərində aparılan tədqiqatlar, həmçinin OA-nın icma ilə qarşılıqlı əlaqə və məhsuldarlığa mümkün təsirləri haqqında fikirlər təmin etmişdir.Məsələn, qarışıq dinoflagellat məclisindəki icma strukturu OA şəraitində fərdi icma üzvlərinin uyğunlaşmasını və ya uyğunlaşmasını təklif edən şəkildə dəyişmədi (Tatters et al., 2013). Əksinə, spesifik suşların uyğunluğundakı artımlar biotik qarşılıqlı təsirlərə aid edilmişdir (Tatters et al., 2013).


… və ölçülər

Qabıq ölçüsü qismən onun böyüdüyü mühitlə əlaqəli ola bilər. Qütblərə daha yaxın olan soyuq bölgələrdən olan bəzi (lakin hamısı deyil!) qabıqlı balıqlar çox yavaş böyüyürlər və buna görə də çox böyümürlər. Bununla belə, onlar uzun müddət yaşaya bilərlər - ən qədim məlum olan fərdi heyvan əslində qabıqlı balıqdır - okean quahoqu, Arktika adası. Bu qabıqlı balıq Şimali Atlantikanın soyuq sularında yaşayır və bir qabıq nümunəsinin böyümə zolaqları onun 507 yaşına qədər yaşadığını göstərdi.

Arktika adası Şəkil mənbəyi: Willow Herb / Flickr.

İsti, tropik yerlər nəhəng clamların evidir (Tridacna spp.) (ölçüsü 1,2 metrdən çox ola bilər) və həmçinin mərcan adalarındakı bəzi çimərliklərdə qum təşkil etməyə kömək edən kiçik qabıqlara aiddir. Ən kiçik mollyuska qabığı Malayziyanın Borneo əyalətindəki əhəngdaşı qayalıqlarında yaşayan bir ilbiz qabığıdır - orta hündürlüyü 0,7 millimetrdir.

Kiçiklərdən danışarkən, okeanda yaşayan və eyni zamanda kalsium karbonat qabıqlarını quran nəhəng mikroorqanizmləri nəzərdən qaçırmaq səhv olardı. Bunlar foraminiferlərdir (sevgilə foramlar kimi tanınır) və okean çöküntülərində, okean su sütununda və digər su mühitlərində mövcuddur. Ümumilikdə, 50.000-dən çox foram növü var - 10.000 canlı və daha 40.000 fosil qeydlərində sənədləşdirilmişdir. Canlı növlərdən yalnız 40-a yaxın növü su sütununda, qalanları isə dəniz (yaxud göl və ya çay) yatağının çöküntülərində yaşayır. Bu heyvanlar kiçik olsalar da, son dərəcə mükəmməl və gözəl strukturlaşdırılmış qabıqlar qururlar və onlar karbonun planetin okeanlarında dövr etməsində mühüm rol oynayırlar.

Deliklərin mikroskopik təsviri. Şəkil mənbəyi: Chris Moody / Flickr.

Qlobal karbon dövrü üçün son dərəcə vacib olan okeanda digər mühüm qabıq istehsalçısı kokkolitoforlardır. Bu uşaqlar əslində təkhüceyrəli bitkilərdir. Onlar həm də mikroskopikdirlər və sferik forma yaratmaq üçün bir-birinin üzərinə qatlanmış bir neçə dairəvi “plitələrdən” əmələ gəlirlər. Fərdi plitələrin diametri təxminən üç millimetrin mində biri qədərdir. Okeanda gülünc miqdarda kokolitofor var - bir gündə iki nəsil yarana bilər və bu kiçik canlıların ildə 1,4 milyard kiloqramdan çox kalsit əmələ gətirdiyi təxmin edilir.

Barents dənizi, Şimal Buzlu Okean üzərində kokkolit çiçəklənməsinin peyk şəkilləri. Şəkil mənbəyi: Jeff Schmaltz / NASA Yer Rəsədxanası.

Kiçiklərin üçlüyünü tamamlamaq üçün ostrakodlarımız var. Bunlar da kalsit qabığını meydana gətirən kiçik xərçəngkimilərdir. Təxminən 70.000 məlum ostrakod növü var, onlardan 13.000-i hələ də yaşayır, digərləri isə yalnız fosil qeydlərində tapılıb. Ostrakodlara həm dəniz, həm də şirin su mühitində rast gəlinir.

Ostrakod qabığının yumşaq təsviri. Şəkil mənbəyi: Hecht801 / Flickr.

Daha böyük qabıqlar öz qabıqlarının quruluşunda və kimyasında ətraf mühit şəraitini qeyd edə bildiyi kimi, foraminferlər, kokkolitoforlar və ostrakodlar da. Fosil qeydləri boyunca qorunan nümunələr, elm adamlarının uzaq keçmişdə Yerin iqlim şəraitini təyin etmək üçün istifadə etdikləri bir çox məlumat təmin etdi. Məhz dəliklərin kimyasını öyrənməklə elm adamları Yerin buzlaq dövrləri (Buz dövrləri) tarixini - böyük bir hekayəni izah edən kiçik qabıqları bir araya gətirə bildilər.

Fosil qeydlərində əhəmiyyətli olan digər qabıqlar braxiopodlardır. Bu gün hələ də mövcud olan bəzi braxiopod növləri var, lakin çox deyil - onlar geoloji tarixdə bu gün yayılmış mollyusk növləri ilə əsasən rəqabətə məruz qalmışlar. Onlar fosil qeydlərində genişdir və onların qabıqları da mühüm iqlim məlumatı verə bilər.

Baxmayaraq ki, bu heyvanların geridə qoyduğu miras məlumatla zəngin olan bu gözəl, mürəkkəb qabıqlar olsa da, qabıqlı balıqların özləri bəşər tarixində və təkamülündə mühüm rol oynamışdır. Qabıqlı balıqlar bir milyon ildən artıqdır ki, Hominin pəhrizinin vacib hissəsidir. Homo erectus Trinil, Java, H. erectus Ubeidiyadakı Levantda, Cəbəllütariqdə Neandertallar və erkən H. sapiens Cənubi Afrikadakı Pinacle Point-də hamısı dəniz məhsulları bufetlərində ziyafət verirdilər. Bu qidalardakı mikronutrientlərin (məsələn, Omega 3s/DHA) beynin təkamülündə mühüm rol oynadığı düşünülür. Beləliklə, biz qabıqlı balıqlara təkcə öz qabıqları daxilində iqlim tarixinin rekordunu təqdim etdikləri üçün deyil, həm də bunu anlamaq üçün kifayət qədər ağıllı olmağımıza imkan verdiyi üçün təşəkkür edə bilərik!

Ümumiyyətlə, qabıqların ölçüsü, forması və rəngindəki müxtəliflik heyrətamizdir və bu heyvanların güclü, yüngül və davamlı evlərini necə yaratdıqlarına dair bir neçə sirr qalır.


Videoya baxın: balıqlar (BiləR 2022).