Come l'eccesso di CO2 sta alterando silenziosamente la chimica dei mari
Fakarawa, Polinesia Francese (credit RDM)
Acidificazione degli oceani: cause, effetti e cosa ci dicono i dati
L’acidificazione degli oceani, spesso oscurata dal riscaldamento globale, è una delle minacce più gravi per gli ecosistemi marini. Assorbendo il 25% della CO₂ antropica, l’oceano si acidifica: la CO₂ forma acido carbonico e aumenta gli ioni H⁺, abbassando il pH. Dall’era preindustriale l’acidità è cresciuta del 40%, riducendo gli ioni carbonato essenziali per coralli, molluschi e plancton, mettendo a rischio l’intera rete alimentare.
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Cos’è l’acidificazione degli oceani
Il ruolo della CO₂ antropica
L'acidificazione è causata dall'assorbimento di circa il 25-30% della CO₂ antropica emessa in atmosfera.
Perché il pH sta diminuendo
Dall'inizio della rivoluzione industriale, il pH delle acque superficiali oceaniche è diminuito di circa 0,1 unità. Poiché la scala del pH è logaritmica, questa variazione apparentemente piccola corrisponde a un incremento dell'acidità di circa il 30-40%
Le misurazioni mostrano che il pH medio globale è sceso da 8,11 nel 1985 a 8,05 nel 2021
Media annuale globale del pH dell'acqua marina superficiale (unità di pH) (fonte Copernicus)
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Entro il 2100, l'acidità degli oceani potrebbe raddoppiare o triplicare rispetto ai livelli attuali
Le fonti confermano che l'aumento dell'acidità (acidificazione) e il riscaldamento degli oceani non sono fenomeni isolati, ma agiscono simultaneamente e spesso in modo sinergico, creando quello che viene definito un "cambiamento dello stato oceanico composto" o un "triplo colpo" (insieme alla deossigenazione)
Riduzione della tolleranza termica
Uno degli effetti sinergici più critici riguarda la fisiologia degli organismi marini: l'aumento dei livelli di CO2 disciolta (che causa l'acidificazione) e la riduzione dell'ossigeno possono ridurre la tolleranza termica di alcune specie. Questo significa che gli organismi diventano più sensibili alle ondate di calore marino e possono morire a temperature che normalmente sarebbero in grado di sopportare se la chimica dell'acqua fosse in equilibrio
Feedback sulla solubilità della CO2
Esiste un'interazione fisica diretta tra temperatura e acidificazione regolata dalla Legge di Henry: la capacità dell'acqua di sciogliere i gas diminuisce all'aumentare della temperatura. Man mano che gli oceani si riscaldano, diventano meno efficienti nell'assorbire la CO2 dall'atmosfera; questo lascia più anidride carbonica in aria, potenziando ulteriormente l'effetto serra e il riscaldamento globale
Stratificazione e saturazione superficiale
Il riscaldamento non è uniforme e scalda soprattutto le acque superficiali, rendendole meno dense e creando una barriera fisica chiamata stratificazione. Questa barriera impedisce il rimescolamento tra le acque superficiali (sature di CO2 e calore) e quelle profonde; il risultato è che gli strati superficiali si acidificano e si scaldano più rapidamente, diventando inospitali per la vita marina
Impatto cumulativo sugli ecosistemi (Hotspot)
Alcune regioni, come il Mar Mediterraneo e i sistemi di risalita (upwelling) delle coste orientali, sono identificate come "hotspot" dove il riscaldamento, l'acidificazione e la perdita di ossigeno cospirano insieme.
Le Barriere Coralline subiscono uno stress combinato devastante: il calore eccessivo causa lo sbiancamento, mentre l'acidificazione riduce la disponibilità di ioni carbonato, rendendo difficile o impossibile per i coralli ricostruire i propri scheletri calcarei dopo questi eventi.
L'acidità influisce sullo sviluppo larvale di molte specie, mentre il riscaldamento ne altera i movimenti migratori, portando a una ristrutturazione degli ecosistemi che minaccia la sicurezza alimentare umana.
In sintesi, la combinazione di questi fattori di stress rende gli ecosistemi marini molto più fragili rispetto a quanto farebbe un singolo fattore, portando a cambiamenti che sono considerati essenzialmente irreversibili su scale temporali di secoli
L’acidificazione degli oceani: il “gemello malvagio” del cambiamento climatico
Tra le principali pressioni che colpiscono gli ecosistemi marini – riscaldamento delle acque, perdita di ossigeno, eventi estremi – l’acidificazione degli oceani rappresenta una delle minacce più profonde e pervasive.
Negli ultimi due secoli, le attività umane come l’uso di combustibili fossili, l’industrializzazione e la deforestazione hanno immesso nell’atmosfera quantità crescenti di anidride carbonica (CO₂). Circa un quarto di questa CO₂ viene assorbito dagli oceani: un processo che attenua il riscaldamento globale, ma che altera la chimica marina con conseguenze gravi per la vita negli oceani.
Quando la CO₂ atmosferica si dissolve nell’acqua, reagisce con le molecole di H₂O formando ioni idrogeno (H⁺). L’aumento degli ioni H⁺ rende l’acqua più acida e abbassa il valore del pH. Questo processo, noto come acidificazione degli oceani, è una delle manifestazioni più dirette dell’eccesso di CO₂ nell’atmosfera ed è stato definito il “gemello malvagio del cambiamento climatico”.
Le misurazioni mostrano che tra il 1985 e il 2021 l’acidità degli oceani è aumentata del 15%. Poiché la scala del pH è logaritmica, anche piccole variazioni rappresentano cambiamenti molto significativi. Rispetto all’era preindustriale, l’aumento complessivo dell’acidità raggiunge circa il 40%.
Dall’inizio della rivoluzione industriale, il pH delle acque superficiali oceaniche è diminuito di circa 0,1 unità. Può sembrare un valore minimo, ma corrisponde a un incremento dell’acidità di circa il 30%: un cambiamento rapidissimo su scala geologica, che mette sotto pressione organismi e habitat marini, in particolare quelli che costruiscono gusci e scheletri calcarei.
Come avviene la reazione: la chimica dell’acidificazione
Quando l’anidride carbonica entra in contatto con l’acqua marina, non rimane semplicemente disciolta: partecipa a una serie di equilibri chimici che generano diverse forme del carbonio in soluzione. La CO₂ si trasforma progressivamente in acido carbonico (H₂CO₃), bicarbonato (HCO₃⁻) e carbonato (CO₃²⁻).
Il rapporto tra queste specie chimiche dipende da vari fattori, tra cui temperatura, alcalinità e salinità dell’acqua. Questo sistema di equilibri è alla base del ruolo dell’oceano come grande regolatore del carbonio globale.
L’oceano assorbe circa il 30% della CO₂ emessa ogni anno dalle attività umane. Con l’aumento delle concentrazioni atmosferiche dovuto alla combustione di combustibili fossili, ai processi industriali e alla deforestazione, cresce anche la quantità di CO₂ che entra in mare.
Una volta assorbita, la CO₂ reagisce con l’acqua formando ioni idrogeno (H⁺). L’aumento degli ioni H⁺ rende l’acqua più acida e modifica l’equilibrio tra bicarbonato e carbonato, riducendo la disponibilità di quest’ultimo. Poiché molti organismi marini – come coralli, molluschi e alcuni fitoplancton – utilizzano gli ioni carbonato per costruire gusci e scheletri calcarei, questo processo ha conseguenze profonde sugli ecosistemi oceanici.
L’acidificazione, quindi, non è solo un cambiamento chimico: è un’alterazione strutturale del sistema marino che influenza la biodiversità, la produttività e la resilienza degli oceani.
Le conseguenze dell’acidificazione degli oceani
L’acidificazione degli oceani rappresenta una delle pressioni più gravi sugli ecosistemi marini. L’aumento degli ioni idrogeno nell’acqua riduce la disponibilità di ioni carbonato, fondamentali per molti organismi che costruiscono gusci e scheletri calcarei. Coralli, molluschi, plancton calcificante e numerosi crostacei vedono così compromessa la loro capacità di crescere, riprodursi e sopravvivere.
La riduzione della calcificazione non è l’unico impatto. L’acidità influisce anche sui processi fisiologici e sullo sviluppo delle larve, rendendo molte specie più vulnerabili nei primi stadi di vita. Questo indebolisce intere popolazioni e altera la struttura delle comunità marine.
Le conseguenze ecologiche si propagano lungo tutta la rete trofica. La perdita di biodiversità, la diminuzione degli habitat e le interruzioni della catena alimentare rappresentano un rischio diretto per la sicurezza alimentare e per le economie che dipendono dalla pesca e dall’acquacoltura. La degradazione delle barriere coralline – insieme alla riduzione di ostriche, cozze e altri organismi filtratori – rende inoltre le coste più esposte all’erosione e alle inondazioni.
L’impatto dell’acidificazione è anche estremamente duraturo. Una parte della CO₂ assorbita dagli oceani raggiunge gli strati profondi, dove può rimanere intrappolata per migliaia di anni. Ciò significa che, anche riducendo le emissioni oggi, la chimica degli oceani continuerà a evolvere per molte generazioni.
Gli effetti non riguardano solo gli organismi calcificanti. Cambiamenti nella chimica dell’acqua possono alterare il comportamento di specie non calcificanti, inclusi alcuni pesci. Studi sperimentali mostrano che in acque più acide alcune specie – come i pesci pagliaccio – faticano a percepire correttamente i segnali chimici dell’ambiente, con una ridotta capacità di riconoscere i predatori.
L’acidificazione, quindi, non è un fenomeno isolato: è un processo che modifica profondamente la funzionalità degli ecosistemi marini, con ripercussioni ecologiche, economiche e sociali su scala globale.
Stime future: cosa ci dicono gli scenari sull’acidificazione degli oceani
Le proiezioni basate sugli scenari emissivi dell’IPCC indicano che, senza una riduzione significativa delle emissioni di CO₂, il pH delle acque superficiali oceaniche potrebbe scendere fino a circa 7,8 entro la fine del secolo. Un valore così basso non si registra da 14–17 milioni di anni, nel Miocene medio, un periodo in cui la Terra era più calda di diversi gradi e si verificarono importanti cambiamenti negli ecosistemi marini e terrestri.
L’acidificazione non riguarda solo le acque aperte: sta già interessando l’intera colonna d’acqua, dagli oceani profondi agli estuari costieri, fino ai corsi d’acqua influenzati dalle maree. Questo fenomeno ha implicazioni dirette per miliardi di persone che dipendono dal mare come principale fonte di proteine e per le economie che basano la loro stabilità su pesca, acquacoltura e turismo costiero.
Poiché una parte della CO₂ assorbita dagli oceani viene trasferita negli strati profondi e può rimanervi per migliaia di anni, i cambiamenti chimici in atto continueranno a influenzare gli ecosistemi marini anche nel lungo periodo.
L’acidificazione degli oceani è quindi una componente strutturale del cambiamento climatico globale. Ogni azione intrapresa oggi per ridurre le emissioni e limitare il riscaldamento contribuisce anche a proteggere il futuro degli oceani, la loro biodiversità e i servizi ecosistemici da cui dipendono società ed economie in tutto il mondo.
Silver, Global Warming and Climate Change, 2008
Pubblicato da Roberta Di Monte
Coautrice di 34 pubblicazioni e 5 brevetti su catalisi e nanomateriali. Premio Innovazione 2007. Chimica, PhD in Ingegneria dei materiali. Attualmente gestisce il sito biosost.com
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