Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 429: Havets pH-balance

Carstensen, J., Reducha Andersen, N., Christensen, J. & Mohn, C. 2021. Havets pH balance - påvirkning fra klima og næringsstoffer. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 76 s. - Videnskabelig rapport nr. 429. http://dce2.au.dk/pub/SR429.pdf

Sammenfatning 

I denne rapport har vi beskrevet det marine karbonatsystem, og hvordan det er påvirket af udveksling af CO2 med atmosfæren, tilførsler af næringsstoffer og alkalinitet, metaboliske processer, temperatur og salinitet. I modsætning til oceanerne, hvor udveksling af CO2 med atmosfæren er den dominerende proces, og hvor pH falder forudsigeligt, så er variationerne i pH og de andre variable i karbonatsystemet langt mere dynamiske i danske fjorde og kystområder på grund af det komplekse samspil mellem mange processer.

 

Med baggrund i data fra forskningsprojekter og det danske nationale overvågningsprogram for vandmiljø og natur (NOVANA) viser vi, at pH kan variere kraftigt på døgnbasis i lavvandede systemer hen over sæsonen i produktive fjordsystemer og over år som følge af ændringer i tilførslen af næringsstoffer. Selvom disse variationer i en vis udstrækning er naturlige og styret af metaboliske processer (produktion og respiration), så vil den stigende mængde CO2 i atmosfæren resultere i en gradvis forsuring af havmiljøet og langsomt forskyde det naturlige variationsområde mod et lavere pH-niveau. I denne rapport har vi vist, at de fleste danske fjorde og kystområder har oplevet en stigende forsuring i de seneste to-tre årtier, hvilket hovedsageligt skyldes tre faktorer: 1) stigende CO2 i atmosfæren, 2) stigende temperatur og 3) faldende tilførsel af næringsstoffer. Heldigvis er alkaliniteten i de danske havområder, sammenlignet med f.eks. Østersøen, forholdsvis høj og desuden stigende over tid, hvilket giver en øget buffervirkning mod forsuringen.

 

Forsuring ændrer den kemiske sammensætning i havmiljøet og påvirker derfor potentielt de marine organismer. Lavere pH vil gøre det sværere eller mere energikrævende for visse organismer at danne deres kalkskeletter, da større mængder af kalciumkarbonat vil dissociere og dermed ikke være tilgængelig for de kalkdannende organismer. På nuværende tidspunkt er dette dog ikke et større problem for de danske marine arter, da alkaliniteten og koncentrationen af kalciumkarbonat generelt er høj, men en stigende forsuring kan potentielt udgøre et problem for de kalkdannende organismer i fremtiden. Stigende pCO2 i havmiljøet udgør også et potentielt problem for heterotrofe marine arter, idet det bliver sværere for organismerne at udskille CO2 fra deres respiration. De nuværende niveauer af pCO2 i overfladen vurderes ikke at være letalt kritiske, men det kan potentielt ændre sig inden udgangen af dette århundrede. Kritiske niveauer med lav ilt og høj pCO2 ses dog allerede i iltsvindsramte områder, og med et forventet stigende niveau af CO2 i atmosfæren er det vigtigt at betragte kombinationen af lave iltkoncentrationer og høje pCO2-niveauer i bundvandet. Selvom stigningen i pCO2 alene ikke har forårsaget nogen påviselige kritiske effekter på de marine organismer i det danske havmiljø, så har stigningen formentlig allerede ændret konkurrenceforholdene mellem arter og dermed påvirket de biologiske samfund. Forsuring af det danske havmiljø forventes at fortsætte, hvilket vil ændre havets kemiske sammensætning på en måde, som er ukendt for de nulevende marine organismer. Det er derfor uvist, om de nulevende marine organismer kan tilpasse sig de ændrede kemiske forhold med samme hastighed, hvormed forsuringen vil foregå.