En av de mest oroande konsekvenserna av de ökande halterna av koldioxid i atmosfären, är att havsvattnet skulle ”försuras”, vilket  antas kunna påverka det marina livet, framför allt skaldjur, koraller och vissa alger, negativt, eftersom de är beroende av kalcifiering, som skulle kunna hämmas av ett sjunkande pH-värde.

När vatten absorberar koldioxid bildas bland annat den svaga syran divätekarbonat (kolsyra, som i kolsyrade drycker), men det sker också andra reaktioner som frigör vätejoner som också påverkar vattnets pH åt det sura hållet (”H” i pH står för väte, hydrogen).

Begreppet ”havsförsurning”, som ger intryck av att vattnet  blir frätande, är helt missledande. Det betyder inte att vattnet blir surt i teknisk mening, utan mindre alkaliskt, eller mer neutralt, om man så vill. Neutral pH är 7. Havsvatten är tydligt alkaliskt, och varierar generellt i pH mellan 7,9 och 8,4 beroende på temperatur, marin fotosyntes, havsströmmar och geologiska förhållanden (källa):

Ocean pH 2

Vulkanism på havsbottnen kan lokalt medföra lägre pH. Kallare vatten kan också absorbera mer koldioxid, och har därför också lägre pH. Därför varierar pH även med havsdjupet, och uppvällning av kallt vatten från havsdjupen till ytan ger lokalt lägre pH. Följaktligen kan varmare havsvattenabsorbera mindre koldioxid, och är därför mer alkaliskt. Havets temperatur har på så vis stor betydelse för koldioxidhalten i atmosfären – om haven blir varmare, avger de koldioxid, och blir samtidigt mer alkaliska.

Variationerna över ett dygn är också stora. I en studie av Georgiou et al (2015) vid Heron Island vid Stora Barriärrevet uppmättes som högst pH-värden uppemot 8,4 under dagen i juni, och som lägst 7,9 under natten i december. På natten pågår ingen fotosyntes som kan binda koldioxid.

Det skulle vara mycket svårt, för att inte säga omöjligt, att göra haven ”sura”. Hundramiljontals år av sedimenterad kalk från skaldjur har nämligen försett haven med en gigantisk buffer mot försurning.

Men vad finns det då för data? Försuras haven? Hur påverkas skaldjuren?

Ett vanligt påstående är att medelvärdet för havens pH sjunkit med pH 0,1 (dvs 30%)sedan 1750. Men det är absurt, eftersom begreppet pH uppfanns 1913, och instrument för att mäta pH 1924. Och frågan är om det alls är meningsfullt att tala om pH som ett medelvärde.

På Aloha-stationen norr om Hawaii mäter man pH-halten i havet kontinuerligt sedan 1988. Det gäller förstås bara en plats:

pH Hawaii

Skalan är dock förledande. Det ser dramatiskt ut, men under 18 år har faktiskt pH-halten bara förändrats med 0,034 enheter på en 14-gradig skala:

Aloha site measurements ny

Om trenden skulle fortsätta till år 2100 skulle havets PH ha sjunkit med totalt ungefär 0,17 enheter till strax under pH 8 (7,945), dvs fortfarande klart alkaliskt.

Här är FN:s ”worst case scenario”:

Worst case ny

Det är i och för sig inte ett särskilt realistiskt scenario, eftersom det förutsätter att vi bränner mer kol än vad vi vet existerar, att inga konkurrenskraftiga koldioxidfria energislag kommer att uppfinnas, att haven kan absorbera hur mycket koldioxid som helst, att havens enorma kalkreserver inte neutraliserar koldioxid, och att koldioxid inte absorberas av de organismer det fungerar som gödningsmedel för (!).

Men inte ens då blir havet försurat, utan är fortfarande klart alkaliskt över pH 7,5. Det betyder i sin tur inte att marint liv inte kan påverkas negativt av en sådan förändring, bara att havet aldrig kommer att bli surt, under 7 pH.

2010 presenterade Dr. Richard A. Feely, vid Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL) för NOAA:s räkning den röda kurvan i grafen nedan inför den amerikanska kongressen:

2 miljoner mätpunkter ny

Men den visade sig bygga på en dataserie som saknade över 1,5 miljoner mätningar. När hydrologen Mike Wallace kompletterade med dessa data 2014 visade det sig att haven totalt sett blivit mer alkaliska i genomsnitt (blå kurvan) sedan början av 1900-talet. (Källa)

De blå prickarna markerar de halter av koldioxid som uppmätts med hjälp av borrkärnor i glaciäris, och den blå linjen representerar mätningarna av koldioxidhalten i atmosfären vid Mauna Loa i Hawaii (fr o m 1957). Något samband mellan koldioxidhalt och pH-halt syns inte.

Den korta grönmarkerade linjen längst till höger i grafen visar de data från mätningarna av havets pH-halt vid Aloha-stationen sedan 1988 som presenterades ovan. I jämförelse med de naturliga cyklerna under 300 år ter sig de senaste 30 årens förändring knappast dramatisk.

Hur är det då med det andra antagandet, att det marina livet skulle skadas av sänkta pH-värden? Det visar sig faktiskt att marina organismer ofta är anpassade för att klara variationer till och med i den storleksordning som FN:s worste-case scenario varnar för.

Hofmann et al (2011) har visat att pH-värdet varierar naturligt mellan 8,356 och 6,669 i ett brett urval av marina miljöer (ishaven, tropikerna, öppet hav, kust, kelpskogar och korallrev): ”These biome-specific pH signatures disclose current levels of exposure to both high and low dissolved CO2, often demonstrating that resident organisms are already experiencing pH regimes that are not predicted until 2100.

Det verkar som om i alla fall en del kalcifierande havsorganismer kan anpassa sig bra till högre koldioxidhalter, till och med frodas bättre. Exempelvis krabbor och humrar, enligt en studie av Ries et al 2009:

Skaldjur

Krabba

Fytoplankton, som exempelvis de livsviktiga Coccolitoforerna, verkar trivas med ökad koldioxidhalt (källa):

Matt Ridley: Oceans And Acid Again - The Global Warming ...Skaldjur använder kolet från koldioxid för att bilda kalciumkarbonat till sina skal, och har gjort så alltsedan de uppstod för hundratals miljoner år sedan, och de har levt och frodats under långa tider med betydligt högre halter av koldioxid i atmosfären än idag.

Men laboratorieförsök visar att lägre pH har många negativa effekter, exempelvis på koraller. De producerar mindre kalciumkarbonat, blir övervuxna av alger och har svårt att skapa sina kalkskelett när de är små.

På grund av dessa oroande resultat förväntade sig en forskargrupp vid MIT som står bakom studien Barkley et al (publicerad i Science Advances 2015) alla möjliga negativa effekter inför fältstudierna vid det ”försurade” revet vid Palau Rock Islands.

Istället fann man ett friskt och blomstrande rev där koraller och artrikedomen snarare hade gynnats. Försöken i laboratoriemiljö, där man sänker vattnets pH artificiellt med hjälp av syra, inte genom att höja koldioxidhalten, var helt enkelt inte naturtrogna.

En sammanfattning av resultaten finns här.

‘Based on lab experiments and studies of other naturally low pH reef systems, this is the opposite of what we expected’, says lead author Hannah Barkley, a graduate student in the WHOI-MIT joint program in oceanography”.

‘Surprisingly, in Palau where the pH is lowest, we see a coral community that hosts more species, and has greater coral cover than in the sites where pH is normal,’ says Anne Cohen, a co-author on the study and Barkley’s advisor at WHOI. ‘That’s not to say the coral community is thriving because of it, rather it is thriving despite the low pH, and we need to understand how.’” (Citerat från forskargruppens pressmeddelande)

På andra ”försurade” rev såg man i och för sig negativa effekter, men det visar ändå att frågan är mer komplex än vad man kan tro.

Från Papua Nya Guinea, finns flera exempel på korallrev som frodas mitt i områden med naturliga utsläpp av koldioxid, till exempel vid Dobu Island (källa, foto Bob Halstead):

image

Enligt havsforskaren Walter Starck, som besökte Dobu Island 2010, växte friska koraller här i vatten med pH så lågt som 7,74 – jämfört med öppna havet utanför på pH 8,23. (Källa)

CO2Science.org finns många fler forskningsstudier samlade om allt som rör koldioxidens roll, bland annat för havens pH och det marina livet.

Där finns även Ocean Acidification database, med över 1 100 publicerade studier, som bland annat visar att en sänkning av havets pH-värde med upp till 0,3 får följande effekter på marina organismer, specificerat på 5 olika parametrar:

Ocean Acidification Database

Seafriends.org.nz finns också en gedigen genomgång av forskningsläget kring havsförsurning.