2°C: – Hva menes egentlig med havforsuring?

Are Olsen: – Kort fortalt: Det er resultatet av en kjemisk reaksjon som skjer når CO₂ tas opp i havet. Omtrent en fjerdedel av CO₂ utslippene havner der.

– Hvorfor er det noe vi trenger å bry oss om?

– Fordi surhetsgraden har vært stabil i havet over lang tid, og det at den forblir stabil er viktig for mange økosystemer. Når surhetsgraden endrer seg, kan det få konsekvenser. Det kan blant annet påvirke fysiologiske prosesser i dyr som er avhengige av en bestemt surhetsgrad.

I tillegg: Når CO₂ tas opp i havet, endrer det karbonatlikevekten, altså hvor mye karbonat som er tilgjengelig i vannet. Karbonatet i havet kommer opprinnelig fra ulike bergarter som forvitrer.  Mange organismer er avhengig av at det er tilstrekkelig fritt karbonat i vannet. Men dersom du tilfører masse CO₂ til vannet, «spiser» det karbonationene og da sliter de.

Vi snakker med:

Are Olsen, professor ved Geofysisk institutt ved UiB og Bjerknessenteret for klimaforskning

– Hvordan sliter de?

– Dette gjelder først og fremst organismer med kalkskall: Vingesnegl, hvalåte, ulike typer planteplankton, som kalkflagellater, for å nevne noen. Kalkskallene deres er laget av nettopp kalsiumkarbonat, altså kalsium og karbonat. Og som jeg nevnte i sted –  etter hvert som mer og mer CO₂ løses i vannet vil det bli mindre og mindre karbonat tilgjengelig. Da kan disse organismene få problemer med å finne karbonat som de bygge skall av. Det vil gjøre dem mer sårbare.

Dette er gjerne organismer som befinner seg langt nede i næringskjeden, så det som skjer med dem får konsekvenser opp gjennom kjeden.

Korallrev er også bygget opp av kalsiumkarbonat. Og vil også bli skjørere nå som karbonatbalansen forskyves.

Endrer fisk adferd?

– Så var det noen som hevdet at fisker endret adferd, men det var visst ikke så sikkert likevel?

– Vel, pH i vannet – altså surhetsgraden – påvirker pH-reguleringen inni fiskene, som er avgjørende for nervesignaler. For drøyt ti år siden kom det en del studier som tydet på at man så adferdsendringer som konsekvens av at denne pH-reguleringen ble endret. Blant annet fant man at klovnefisk ikke fant tilbake til anemonene der de levde hvis vannet ble surere. Og at en type uer som lever i Stillehavet, rockfish, viste tendenser til holde seg i mørke områder, for eksempel huler, i surere vann – og da vil den få problemer med å skaffe seg mat.

Senere har det kommet artikler som har nyansert dette bildet. Enkelte tar nok dette til inntekt for at havforsuring ikke er så alvorlig likevel.  Da er det viktig å huske på at metastudier – altså sammenstillinger av all forskning på et felt, for å se hva tendensen er – viser overvekt av slike negative konsekvenser som jeg beskrev.

– Men bortsett fra fisker og dyr med kalskall, da? Er dette dårlige nyheter for alt liv?

– Vel, noen organismer kan for så vidt også tjene på at vannet blir surere. CO₂ brukes jo i fotosyntesen og har en viss gjødslingseffekt, så tare, tang og planteplankton som ikke har kalkskall kan få bedre vekstvilkår. Kiselalger, eller diatomeer, har skall som består av silikat i stedet for karbonat. De kan få det bedre vis-a-vis konkurrenter med kalkskall, så det er sannsynlig at sammensetningen av planktontyper i havet kan endre seg i fremtiden.

Samtidig er det ikke entydig, og for noen kan ulemper og fordeler til en viss grad veie hverandre opp. Kalkflagellater nyter for eksempel også godt av gjødslingseffekten. De får da gjort mer fotosyntese, som i noen grad kan veie opp for at de får svakere skall. Men dyreplankton som hvalåte, som ikke gjør fotosyntese, de sliter uansett.

Det kritiske punktet: Metningsgraden

150 år gammelt bevis

I 1872 dro det tidligere krigsskipet HMS Challenger ut på en fire år lang forskningsekspedisjon, der det ble tatt prøver av ulike plankton i sjøen. Nå har forskere sammenlignet tykkelsen på kalkskall til encellete dyr fra disse prøvene med skall fra de samme artene i dag. De fant at dagens kalkskall er opptil 76 prosent tynnere enn de var for 150 år siden. Les mer på hjemmesiden til Det britiske naturhistoriske museet. Selve studien finner du her, i tidsskriftet Nature. 

– Blir det på noe tidspunkt krise? Og hvor mye mer CO₂ skal i så fall til før vi kommer dit?

– Det vet vi ikke nok om ennå. Men vi begynner å få mer kunnskap, blant annet om metningsgraden av kalsiumkarbonat, som også er det kritiske her.

– «Metningsgrad»?

– Tenk deg når du lager saltlake hjemme: Når du først tilsetter saltet, er det lett å røre ut. Da er det undermettet. Tilsetter du for mye salt, greier du ikke røre alt ut – noe av saltet blir liggende på bunnen. Da er det overmettet.

For at disse små organismene skal beholde skallene sine, må vannet være overmettet med karbonat. Blir det undermettet, går de rett og slett i oppløsning. Dette setter vi gjerne tall på: Vi setter metningsgraden til 1 når systemet akkurat er i likevekt. Mer enn 1, er det overmettet – under 1 er det undermettet.

– Så med metningsgrad over 1 klarer dyrene seg bra?

– Det er litt mer komplisert enn som så. Koker du saltvann, vil saltet etter hvert felle seg ut ettersom du koker bort vannet og du passerer metningspunktet. Det skjer ikke med kalsiumkarbonat – det felles ut i all hovedsak kun gjennom biologiske prosesser. Vannet må i noen tilfeller være godt overmettet for at disse prosessene skal foregå upåvirket.

I all hovedsak er det stabilt ned til 1, og ustabilt under. Men noen organismer krever mer. Det finnes for eksempel studier som viser at metningsgraden skal være over 3 for at korallrev skal kunne vokse.

Gammelt og surt vann

– Kan vi si noe om metningsgraden og surhetsgraden rundt omkring i verden?

– Det kan vi. For å ta surhetsgraden først: Den er ganske jevn i verdenshavene. Den styres av to motstridende prosesser: Når du varmer havet opp, blir det surere på grunn av termodynamiske effekter. Samtidig løser CO₂ seg mindre i varmere vann. Disse to effektene virker altså mot hverandre – og gjør at surhetsgraden er nokså homogen.

Med karbonatfordelingen er det mer sammensatt. I nord er metningsgraden spesielt lav. Det henger sammen med det jeg sa i sted – varmere vann tar opp mindre CO₂, kaldere vann mer. Mer CO₂-opptak betyr mindre karbonat, og metningsgraden ned. Derfor er våre farvann mer sensitive for havforsuring enn andre.

Vi ser også undermetning nord for Sibir, der organisk materiale fra elvene brytes ned og utvikler masse CO₂, som gir enda mindre karbonat – og i områder der vann fra dyphavene velles opp. Gammelt vann har mye CO₂ i seg, som gir mindre karbonat.

– Hvorfor har gammelt vann mye CO₂ i seg?

– Oppe i overflaten foregår det meste av den biologiske produksjonen – her er det primærprodusenter som bruker CO₂ i fotosyntesen, og konsentrasjonen av CO₂ holdes derfor nede.

Men når disse organismene – eller de som spiser dem – dør, synker de til bunns. Der løser de seg opp, og i forråtnelsen omdannes det organiske materialet til CO₂ igjen – det er som når vi puster, vi bruker oksygen og lager CO₂. Derfor tilføres vannet på bunn hele tiden CO₂, men det er ingen organismer der som utnytter seg av det. Det er det vi kaller den biologiske pumpen. Når dette vannet veller opp, er det derfor mye mer CO₂-rikt enn vannet i overflaten. Og dermed mindre karbonatholdig.

Løsningen: Kutt utslippene

– Hva gjør forresten havforsuring i overflaten med forholdene i dypet?

– Havstrømmene bidrar til at dyphavet tilføres surere vann enn tidligere. Nå er havet i dypet allerede naturlig mye mer surt enn det på overflaten på grunn av denne biologiske pumpen. Men hvilke konsekvenser det får på lang sikt, det aner vi ikke.

– Kan vi gjøre noe med havforsuring?

– Den eneste løsningen er å få ned utslippene av CO₂. Det er der det hele starter. Det er økningen av CO₂-konsentrasjonen i atmosfæren som driver havets opptak av CO₂ som igjen forårsaker havforsuringen. Får vi ikke ned CO₂-konsentrasjonen i atmosfæren, vil vi få surere hav, med konsekvenser vi ikke har oversikt over.

Vil du vite mer?

Se Bjerknessenterets faktasider om havforsuring

Miljødirektoratet: Miljøstatusside om havforsuring