Inligting

3.3: Versuring van die oseaan - Biologie

3.3: Versuring van die oseaan - Biologie



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.

Versuring van die oseaan is bloot die afname in die pH van al die oseane op aarde. Die oseaan absorbeer ongeveer 25% van die atmosfeer se koolstofdioksied of CO2, en as atmosferiese CO2 vlakke verhoog, so ook die hoeveelheid CO2 wat die see opneem. Namate die hoeveelheid kweekhuisgasse toeneem, begin die temperatuur van die see nie net styg nie, maar die toename in CO2 vlakke veroorsaak dat die see se pH-vlakke daal. Die stygende suur toestande veroorsaak 'n menigte nadelige gevolge, van die beperking van die vorming van geraamtes vir mariene organismes, tot die beperking van koraalgroei en die korrosie van reeds bestaande koraalskelette.

Terwyl die natuurlike vlakke van koolstofdioksied goed is, is die oortollige CO2 dat mense daarin geslaag het om te produseer deur brandstowwe te verbrand, is die groot probleem. Dit is grootliks omdat CO2 oplos in die seewater, (CO2 + H2O-> H2CO3), produseer dit koolsuur. Alhoewel koolsuur nie so sterk van 'n suur is nie, soos byvoorbeeld HCl, tree dit steeds op as 'n suur deur protone te skenk en met omliggende molekules te reageer. As oortollige suur by 'n oplossing gevoeg word, laat dit die pH van die oplossing daal of suur word, en terwyl H2CO3 word nie as 'n sterk suur beskou nie, het dit steeds die potensiaal om die hele chemiese samestelling van die see-omgewing grootliks te beïnvloed. Hoe laer die pH van 'n oplossing word, hoe hoër is die konsentrasie van H+ ione in daardie oplossing. Dit het 'n groot probleem vir baie spesies geword.

Chemiese reaksies kan uiters sensitief wees vir enige fluktuasie in pH -vlakke, maar in die see kan hierdie pH -veranderinge die seelewe beïnvloed deur middel van chemiese kommunikasie, voortplanting sowel as groei. Die bou van die geraamtes in die seelewe is veral uiters sensitief vir enige verandering in pH. Die huidige toename in CO2 vlakke wat 'n meer suur omgewing veroorsaak het, het die groei van nuwe skulpe grootliks en negatief beïnvloed.

“Nautilus pompilius” deur Wikimedia [CC BY SA 2.0]

Dit is omdat waterstofione maklik aan karbonaat bind (CO3 2-) molekules om koolsuur te skep, en 'n seedier se dop bestaan ​​uit kalsiumkarbonaat (CaCO)3). Om vir seediere skulpe te bou, neem hulle kalsiumione (Ca2+) met 'n karbonaatmolekule uit die seewater wat dit omring, om die kalsiumkarbonaat te vorm wat nodig is om hul skulpe te bou. Dus, in plaas daarvan dat die karbonaat al die aandag aan kalsium gee sodat die seedier sy dop kan bou, gee dit nou meer aandag aan die waterstofioon. Daarbenewens het waterstofione 'n groter aantrekkingskrag vir karbonaat as 'n kalsiumioon om karbonaat te gebruik, en as twee waterstofione aan karbonaat bind, produseer dit 'n bikarbonaatioon, en 'n seedier het nie die vermoë om slegs die karbonaatioon te onttrek nie. Uiteindelik belemmer dit seediere om vir hulle self nuwe skulpe te bou, en selfs al het die seedier die vermoë om 'n nuwe dop te bou, verg dit baie energie om dit te doen, en neem dit in wese weg van ander belangrike prosesse en aktiwiteite.

"Impacts of Ocean acidification" deur Wikimedia [CC BY SA 2.0]

Dit kan nie net die vorming van nuwe doppe beïnvloed nie, maar onder die regte omstandighede kan dit reeds bestaande doppe laat roes. As daar te veel waterstofione ronddryf en daar nie genoeg molekules is om aan te bind nie, kan hulle die reeds bestaande kalsiumkarbonaatmolekules uitmekaar breek en uiteindelik die skulp van die seedier wat reeds bestaan, afbreek.

Nog 'n organisme wat die uitwerking van seeversuring voel, is korale. Soortgelyk aan ander seediere wat hul huise met kalsiumkarbonaat bou, gebruik rifbou-korale ook kalsiumkarbonaat om hul eie liggame en strukture te bou. Hierdie koraal wat koraal bou, is ook die tuiste van ander koraaldiere en ander organismes. Soos voorheen genoem, beperk die verhoogde versuring die verdere groei van nuwe koraal aansienlik, en verroes dit ook alle bestaande koraalriwwe. Selfs al het 'n koraalrif alle kanse oortref en kon groei, is dit 'n swakker rif wat onderhewig is aan natuurlike erosie. Daar is voorspel dat gesonde koraalriwwe teen die middel van die eeu vinniger sal erodeer as wat gereproduseer kan word.

"Blue Starfish on Hard Coral" deur Wikimedia [CC by 3.0]

Dit is slegte nuus vir die spesies wat in hierdie koraalriwwe woon. As hierdie spesies nie in 'n veilige nedersetting, soos die koraalrif, kan groei en ontwikkel nie, kan hierdie larwes nie volwassenheid bereik nie en kan hulle dus nie voortplant nie. Dit sal uiteindelik lei tot 'n massa-uitsterwing in die toekoms.

Die inligting in hierdie hoofstuk is te danke aan inhoudbydraes van Jaime Marsh en Morgan Tupper.


Effek van oseaanversuring op organiese en anorganiese spesiasie van spoormetale

Artikelaansigte is die TEL-voldoenende som van volledige teksartikelaflaaie sedert November 2008 (beide PDF en HTML) vir alle instansies en individue. Hierdie maatstawwe word gereeld opgedateer om gebruik te weerspieël wat tot die laaste paar dae gelei het.

Aanhalings is die aantal ander artikels wat hierdie artikel noem, bereken deur Crossref en daagliks bygewerk. Vind meer inligting oor die aantal tellings in die aanhalingstekens.

Die Altmetriese Aandagtelling is 'n kwantitatiewe maatstaf van die aandag wat 'n navorsingsartikel aanlyn ontvang het. Deur op die donut -ikoon te klik, word 'n bladsy op altmetric.com gelaai met bykomende besonderhede oor die telling en die teenwoordigheid van sosiale media vir die gegewe artikel. Kry meer inligting oor die Altmetriese Aandagtelling en hoe die telling bereken word.


Wat is die name van die kapillêre wat die volgende arteriole volg? boogvormig en medullêr. interlobar en interlobulêr. peritubulêr en vasa rectad. peritubulêr en medullêr

V: Genoomvolgorde toon dat sommige patogene bakterieë virulensie -gene bevat wat volgende siektes bevorder.

A: Laterale geenoordrag (ook horisontale geenoordrag genoem) het 'n belangrike rol in bakterieë gespeel.

V: Spierselle onder swaar vrag kan ATP produseer deur melksuurfermentasie te gebruik. Watter stelling.

A: Die proses van ATP-produksie deur die omskakeling van glukose in melksuur word melksuur genoem.

V: Gee 'n opsomming van die maniere waarop koolstofdioksied vervoer word en verduidelik die belangrikheid van bikarbonaatione.

A: CO2 is 'n afvalproduk en het toksisiteit deels omdat dit H+-ione genereer. Groot veranderinge in H+ io.

V: Beskryf die tegnieke van genterapie en DNA -vingerafdrukke en wat is die nut van hierdie tegnieke.

A: 'n Geen is die basiese fisiese en funksionele eenheid van oorerwing. Gene bestaan ​​uit DNA.

V: Bespreek die vervoegingsprosesse, transformasie (Griffith se eksperiment) en transduksie. Wat .

A: Genetika is 'n tak van die wetenskap wat handel oor die studie van gene, oorerwing en genetiese variasie van.

V: Die Drosophila-geen Sex lethal (Sxl) verdien sy naam. Sekere allele het geen effek op XY a nie.

A: Hallo! Aangesien u verskeie vrae geplaas het, beantwoord ons slegs die eerste twee vrae. As jy n.

V: Waar of onwaar? Tussenprodukte in die glikolise-weg kan 'n bron van grondstowwe wees as die sel w.

A: Anabolisme is 'n proses waarin sintese van komplekse molekules plaasvind indien nodig vanuit die simp.

V: Wat is 'n remmingsone in 'n bakteriekultuur op 'n agarplaat? 'N Gebied waar die gro.

A: Mikrobiese kultuur is 'n metode om mikrobiese organismes te vermeerder deur hulle in vooraf te laat voortplant.

V: MAAK VERBINDINGS Verwys na die bespreking van seeversuring in Konsep 3.3. Versuring van die see a.

A: Versuring van die oseaan is die afname in die pH van die oseane van die aarde wat veroorsaak word deur die opkoms.


FAQ 5.1: Hoe word die lewe in die see beïnvloed deur klimaatsverandering?

Klimaatsverandering hou 'n ernstige bedreiging in vir die lewe in ons see, insluitend koraalriwwe en visserye, met gevolge vir mariene ekosisteme, ekonomieë en samelewings, veral dié wat die meeste afhanklik is van natuurlike hulpbronne. Die risiko van klimaatsverandering kan verminder word deur die opwarming van die aarde tot nie meer as 1,5 ° C te beperk nie.

Die lewe in die grootste deel van die wêreldwye oseaan, van paal tot paal en van see-oppervlak tot in die afgrond, ervaar reeds hoër temperature as gevolg van klimaatsverandering deur mense. Op baie plekke is daardie toename dalk skaars meetbaar. In ander, veral in naby-oppervlaktewater, het opwarming reeds dramatiese gevolge gehad vir seediere, plante en mikrobes. As gevolg van nou-gekoppelde veranderinge in seewaterchemie, bly minder suurstof beskikbaar (in 'n proses genaamd oseaan-deoksigenering). Seewater bevat meer opgeloste koolstofdioksied, wat veroorsaak dat die see versuur. Nie-klimaatseffekte van menslike aktiwiteite is ook alomteenwoordig, insluitend oorvisvang en besoedeling. Terwyl hierdie stressors en hul gekombineerde effekte is waarskynlik omdat dit skadelik is vir bykans alle mariene organismes, voedselwebbe en ekosisteme, loop sommige 'n groter risiko (FAQ5.1, figuur 1). Die gevolge vir die menslike samelewing kan ernstig wees, tensy voldoende stappe gedoen word om toekomstige klimaatsverandering te beperk.

Warmwaterkoraalriwwe huisves 'n wye verskeidenheid seelewe en is baie belangrik vir tropiese visserye en ander mariene en menslike stelsels. Hulle is veral kwesbaar omdat hulle hoë sterftes kan ondervind as watertemperature bo 'n drumpel van tussen 1 ° C - 2 ° C bo die normale omvang voortduur. Sulke toestande het tussen 2015 en 2017 in baie tropiese seë voorgekom en het gelei tot uitgebreide koraalbleiking, toe die koraaldiergashere die algevennote waarvan hulle afhanklik is, uitgestoot het. Na massakoraalsterftes as gevolg van bleiking, duur die herstel van rif gewoonlik ten minste 10-15 jaar. Ander impakte van klimaatsverandering sluit in SLR, versuring en riferosie. Terwyl sommige koraalspesies veerkragtiger is as ander, en die gevolge tussen die streke wissel, lyk verdere afbraak van rif as gevolg van toekomstige klimaatsverandering nou onvermydelik, met ernstige gevolge vir ander mariene en kus-ekosisteme, soos verlies aan kusbeskerming vir baie eilande en laagliggende gebiede gebiede en verlies aan die hoë biodiversiteit wat hierdie riwwe huisves. Koraalhabitats kan ook in dieper waters en koeler see voorkom, en meer navorsing is nodig om die impak van hierdie riwwe te verstaan. Alhoewel hierdie kouewaterkorale nie die risiko loop om te bleik nie, kan hulle weens hul koeler omgewing verswak of oplos onder versuring van die see en ander seeveranderinge.

Mobiele spesies, soos vis, kan reageer op klimaatsverandering deur na gunstiger streke te beweeg, met bevolkings wat na die pole beweeg of na dieper water, om hul voorkeur watertemperature of suurstofvlakke te vind. Gevolglik toon projeksies van totale toekomstige vissery-opbrengs onder verskillende klimaatsveranderingscenario's slegs 'n matige afname van ongeveer 4% (

3,4 miljoen ton) per graad Celsius opwarming. Daar is egter dramatiese streeksvariasies. Met hoë vlakke van klimaatsverandering kan visserye in tropiese streke teen die einde van hierdie eeu tot die helfte van hul huidige vangsvlakke verloor. Polêre vangvlakke kan effens toeneem, hoewel die omvang van sulke winste onseker is, omdat visbevolkings wat tans uitgeput raak deur oorbevissing en onderhewig is aan ander stressors, moontlik nie kan migreer na poolstreke, soos in modelle aanvaar word nie.

In poolsee word spesies wat aangepas is vir die lewe op of onder see -ys, direk bedreig deur habitatverlies as gevolg van klimaatsverandering. Die Arktiese en Suidelike Oseane huisves 'n ryk lewensverskeidenheid, van klein plankton tot vis-, krill- en seevloer ongewerweldes tot walvisse, robbe, ysbere of pikkewyne. Hulle komplekse interaksies kan verander word as nuwe spesies van warmer waters hul reikwydte uitbrei namate die seetemperature styg. Die gevolge van versuring op afgedopte organismes, sowel as verhoogde menslike aktiwiteite (bv. Verskeping) in ysvrye waters, kan hierdie ontwrigtings versterk.

Alhoewel sommige gevolge van klimaatsverandering (soos moontlike verhoogde vangstvlakke in poolstreke) mense kan bevoordeel, is die meeste ontwrigtend vir ekosisteme, ekonomieë en samelewings, veral dié wat sterk afhanklik is van natuurlike hulpbronne. Die gevolge van klimaatsverandering kan egter baie verminder word as die wêreld as geheel deur middel van inter-regeringsintervensies daarin slaag om die aardverwarming tot nie meer as 1,5 ° C te beperk nie.


34 Warmende waters en versuurde see: klimaatsverandering en oseaanversuring

Van: Oxford Public International Law (http://opil.ouplaw.com). (c) Oxford University Press, 2021. Alle regte voorbehou. datum: 01 Julie 2021

Hierdie hoofstuk ondersoek die impak van klimaatsverandering en versuring van die oseaan op die oseane en die implikasies daarvan vir die internasionale seereg. Dit beoordeel veral die implikasies van stygende seevlakke vir territoriale seelyne, die omvang van maritieme gebiede en seegrense. Dit oorweeg ook die beperkings wat die Verenigde Nasies se Konvensie oor die Seereg (LOSC) op state geplaas het om beleid vir die versagting en aanpassing van klimaat te volg, soos pogings om die wêreldklimaat te 'ontwerp' deur die vermoë van die oseane kunsmatig te verbeter CO2 uit die atmosfeer. Die hoofstuk ontleed die rol van die LOSC, saam met ander verdragsregimes, om die ernstige bedreiging van oseaanversuring aan te spreek.


________ druk moet groter wees aan die kapillêre kant van die filtreermembraan om filtrasie te bewerkstellig. a. Osmoticb. Hidrostaties

V: Hoe kan volgordedata gebruik word om griepvirus-evolusie op te spoor?

A: In bioinformatika is 'n sekwensdatabasis 'n biologiese databasis wat uit 'n groot aantal bestaan.

V: Verduidelik die ekologiese omgewing van Salmonella.

A: Die ekologiese omgewing van die organisme verwys na die ekologiese teenwoordigheid en rol van die organisme in.

V: Wat bepaal of 'n sel reageer op 'n hormoon soos asepinefrien? Wat bepaal hoe 'n sel .

A: Hormone is chemiese stowwe wat deur die liggaam geproduseer word en is betrokke by die regulering van aktiwiteite.

V: 2. Gene a en b is 21 m.u. uitmekaar wanneer dit sterk ingeteelde stam 1 koring en 21 m.u. apart wh.

A: Gegee, gene 'a' en 'b'=21m.u. wanneer gekarteer in hoogs ingeteelde stamme 1 en 2.

V: Bespreek die maniere waarop planttelers die bestaan ​​van monoploïdie en poliploïdie uitbuit

A: Die plant met die helfte van die normale aantal chromosome is 'n monoploïed en vertoon monoploïdie.

V: 'n Drosophila-mannetjie is heterosigoties vir 'n wederkerige translokasie tussen 'n outosoom en die Y-chromo.

A: Chromosomale translokasie is die abnormale toestand van chromosome met ongewone herrangskikking. Dit saam.

V: Die modulêre aard van eukariotiese aktiveerderproteïene het wetenskaplikes 'n idee gegee vir 'n manier om proteïene te vind.

A: Die funksie van die gis-twee-hibriede stelsel Dit is gebaseer op die feit dat die aktivering en binding.

V: MAAK VERBINDINGS Verwys na die bespreking van seeversuring in Konsep 3.3. Oseaanversuring a.

A: Versuring van die oseaan is die afname in die pH van die oseane van die aarde wat veroorsaak word deur die opkoms.

V: Onderskei die verstryking van die rusperiode van die sterk verstryking.

A: Asemhaling is die proses van afwisselende inaseming en uitaseming van lug deur die longe. 'n Enkele inaseming.


Skrywer inligting

Affiliasies

Scottish Association for Marine Science, Scottish Marine Institute, Dunbeg, Oban, UK

Michael T. Burrows, Clive J. Fox & Benjamin L. Payne

Oseaan- en aardwetenskappe, National Oceanography Center Southampton, University of Southampton, Southampton, UK

Departement Oceanwetenskappe, Memorial University of Newfoundland, St. John's, Newfoundland en Labrador, Kanada

School of Environment, Universiteit van Auckland, Auckland, Nieu -Seeland

Sir Alister Hardy Foundation for Ocean Science, Citadel Hill Laboratory, Plymouth, Verenigde Koninkryk

Mariene Instituut, Plymouth Universiteit, Plymouth, Verenigde Koninkryk

Institute for Marine and Antarctic Studies, Universiteit van Tasmanië, Hobart, Tasmanië, Australië

Graham J. Edgar & amp; Rick D. Stuart-Smith

Bren Skool vir Omgewingswetenskap en Bestuur, Universiteit van Kalifornië, Santa Barbara, CA, VSA

Nasionale Sentrum vir Ekologiese Analise en Sintese, Universiteit van Kalifornië, Santa Barbara, CA, VSA

School of Ocean Sciences Bangor University, Menai Bridge, Verenigde Koninkryk

Departement Ekologie, Evolusie en Natuurlike Hulpbronne, Rutgers Universiteit, New Brunswick, NJ, VSA

Malin L. Pinsky & amp; Ryan D. Batt

Arctic Research Center, Hokkaido Universiteit, Sapporo, Japan

Nagraadse Skool vir Omgewingswetenskap, Hokkaido Universiteit, Sapporo, Japan

Global Station for Arktiese Navorsing, Global Institution for Collaborative Research and Education, Hokkaido Universiteit, Sapporo, Japan

Global Change Ecology Research Group, Skool vir Wetenskap en Ingenieurswese, Universiteit van die Sonskynkus, Maroochydore, Queensland, Australië

Sentrum vir Afrika -bewaringsekologie, Departement Dierkunde, Nelson Mandela Universiteit, Port Elizabeth, Suid -Afrika

Afdeling Biowetenskappe/Integratiewe Ekofisiologie, Helmholtz Sentrum vir Polêre en Mariene Navorsing, Alfred Wegener Instituut, Bremerhaven, Duitsland

Global Change Institute, die Universiteit van Queensland, St Lucia, Queensland, Australië


Versuring van die see verwys na die verlaging van die pH van die oseaan as gevolg van die opname van antropogene CO2 uit die atmosfeer. Die verkalking van koraalrif sal na verwagting afneem namate die oseane suur word. Kalsiumkarbonaat (CaCO3) sand kan die rifverlies wat verband hou met verminderde verkalking aansienlik vererger, maar is tans swak beperk. Hier wys ons dat CaCO3 ontbinding in rif sedimente oor vyf wêreldwyd verspreide terreine is negatief gekorreleer met die aragonietversadigingstoestand (Ωar) van oorliggende seewater en daardie CaCO3 sedimentoplossing is 10 keer meer sensitief vir seeversuring as koraalverkalking. Gevolglik sal rifsedimente wêreldwyd oorgaan van netto neerslag na netto oplosbaarheid wanneer seewater Ωar bereik 2,92 ± 0,16 (verwag omstreeks 2050 CE). Sommige riwwe ondervind reeds 'n netto sedimentoplossing.

Koraalrifstrukture is die ophoping van kalsiumkarbonaat (CaCO3) van koraalaragonietskelette, rooi en groen kalkagtige makroalge, en ander kalkagtige organismes soos bryozoans, stekelhuid en foraminifera. Hierdie struktuur verskaf die habitat vir baie spesies, en bevorder ryk biologiese diversiteit en 'n gepaardgaande magdom ekosisteemdienste aan mense soos visserye en toerisme (1). Daar is twee hoofpoele van CaCO3 in koraalriwwe: die raamwerk (bv. gedeponeer CaCO3 geraamtes en lewende koraal en ander organismes) en deurlaatbare sedimente (bv. afgebroke raamwerk en enige infunale produksie) (2). Vir netto aanwas om op die heelrifskaal plaas te vind, CaCO3 produksie (plus enige eksterne sedimentvoorraad) moet groter wees as die verlies deur fisiese, chemiese en biologiese erosie en vervoer en oplossing soos volg (2):

CaCO3 aanwas = CaCO3 produksie - CaCO3 ontbinding - fisiese verlies van CaCO3 (1)

Netto ekosisteemverkalking (NEC), wat verwys na die chemiese balans van CaCO3 produksie en CaCO3 ontbinding, word tipies afgelei uit veranderinge in totale alkaliniteit en sluit nie fisiese verlies van CaCO in nie3.

Oseaanversuring (OA) verwys na die verlaging van die see se pH as gevolg van die opname van antropogeniese CO2 uit die atmosfeer. Wanneer CO2 uit die atmosfeer oplos in seewater, dit verlaag die pH, die CO3 2− konsentrasie, en die CaCO3 versadigingstoestand (Ω = [Ca 2+ ] [CO3 2− ]/K*sp, waar K*sp is die stoichiometriese ioonkonsentrasie produk by ewewig) (3). Alhoewel na verwagting OA-verwante veranderinge die aanwas van koraalriwwe negatief sal beïnvloed (4), is hierdie toekomstige voorspellings meestal gebaseer op die verband tussen Ω en verkalkingsyfers van individuele korale of koraalrifgemeenskappe [bv.5, 6) tabel S3] en NEC [bv.,7) tabel S2]. Die impak van OA op netto aanwas van koraalrif is egter ook afhanklik van die swak bekende gevolge van OA op die ontbinding van deurlaatbare koraalrif CaCO3 sedimente wat oor duisende jare ophoop (8) en kan die belangrikste bewaarplek van CaCO wees3 in moderne koraalriwwe (9). Numeriese modellerings-, laboratorium-, veld- en mesokosmosstudies het 'n toename in CaCO gevind3 sedimentoplossing met dalende Ω en pH (OA) (10, 11).

'N Aantal studies het veral vermoed dat CaCO3 ontbinding kan vinniger reageer op OA as koraalverkalking [bv.2, 12, 13)]. Ter ondersteuning van hierdie hipotese het 'n onlangse in situ studie bevind dat CaCO3 sedimentoplossing het met 'n omvang van meer toegeneem as wat verkalking afgeneem het, per eenheid afname in Ω (14). Die in situ CaCO3 sedimentoplosmetings is slegs op een plek op Heron Island, Australië, onderneem, en dit is onbekend hoe toepaslik die bevindings op koraalriwwe wêreldwyd is. Byvoorbeeld, CaCO3 sedimentoplossing van verskillende koraalriwwe kan anders reageer op OA as gevolg van verskille in die huidige versadigingstoestand van die waterkolom en verskille in sediment-eienskappe soos mineralogie, porositeit, deurlaatbaarheid, korrelgrootte, organiese koolstofkonsentrasie en metabolisme, wat in draai word beheer deur faktore soos lig, diepte en hidrodinamika.

Ons het CaCO gemeet3 sedimentoplossing deur gebruik te maak van 57 individuele, in situ, advektiewe, inkubasies in die bentiese kamer op vyf rifplekke in die Stille Oseaan en die Atlantiese Oseaan (fig. S1). Inkubasies is onderneem oor 'n deel lig-donker siklus, en vier van die rif inkubasies is onder beheer en einde van die eeu uitgevoer [hoë gedeeltelike druk van CO2 (blCO2), lae pH] OA -toestande. Die vyf terreine het 'n reeks aanvanklike waterkolom CaCO gedek3 versadigingstoestande en sediment eienskappe soos mineralogie, korrelgrootte, organiese koolstofkonsentrasie en metabolisme (tabel S1).

Ons resultate toon dat CaCO3 sedimentoplossing oor die vyf koraalriwwe is beduidend en negatief gekorreleer met gemiddelde Ωar van die oorliggende seewater-bepalingskoëffisiënt [(r 2 ) = 0.49, Bl & lt 0.0001, n = 57] (fig. S2). Die toename in CaCO3 sedimentoplossing met dalende seewater Ωar stem ooreen met ander onlangse mesokosmos- en in situ -studies van enkele plekke (10, 11, 14). Die seewater Ωar Waarde van

2.92 ± 0.16 (x afsnit) waar die sedimente oorgaan van netto neerslag na netto oplos (Fig. 1) ver bo die verwagte termodinamiese oorgangwaarde vir aragoniet (Ω is)ar = 1) en versadigingstoestand van die gemiddelde grootmaat Mg-kalsiet (13 tot 15 mol % MgCO3) wat in die meeste koraalriwwe voorkom (15). Dit kan verklaar word deur die interaksie van grootmaat seewater versadigingstoestand en poriewater metaboliese prosesse (2). Baie laer Ωar waardes word tipies in sediment -porewater aangetref as gevolg van die ontbinding van organiese materiaal en gepaardgaande produksie van opgeloste anorganiese koolstof (16). Daar is veronderstel dat organiese materiaal ontbinding poriewater Ω verlaag totdat dit onderversadig raak met betrekking tot die mees oplosbare grootmaat karbonaatmineraalfase teenwoordig, wat dan begin oplos by 'n punt wat die karbonaatkritiese drempel (CCT) genoem word (17). Verdere ontbinding van organiese materiaal dryf dan die oplossing van karbonaat -sediment op. In vlak karbonaat-sedimente is daar egter 'n sterk dielsiklus in fitosintese en asemhaling, en die daaglikse geïntegreerde sedimentproduktiwiteits-/respirasieverhouding kan netto-oplosbaarheid of neerslag veroorsaak (2, 14). In ons eksperimente het bentiese kamers wat versuurde seewater bevat (met hoër blCO2 en laer Ωar) (fig. S1) is oor karbonaat -sand geplaas om die seewaterchemie van die laat -21ste eeu na te boots, en hierdie seewater word in die deurlaatbare karbonaat -sand gelei en die begin -samestelling van porewater geword (2). Onder sulke omstandighede word minder ontbinding van organiese materiaal benodig om die CCT te bereik, wat meer respiratoriese CO laat2 beskikbaar vir ontbinding (17). Dit wil sê, vir dieselfde hoeveelheid asemhaling van sediment sal meer koolzuuroplossing plaasvind wanneer seewater met 'n laer Ωar word in die sedimente ingedruk. Hierdie hipotese word ondersteun deur resultate van in situ sedimentkamer inkubasies onder beheer en verhoog blCO2 voorwaardes (10) maar demonstreer nie onomwonde die onderliggende meganisme nie.

Geen hoë-blCO2 behandelings was beskikbaar vir die Cook -eilande. Foutstawe verteenwoordig standaardfout. Die sedimente gaan oor van netto neerslag na netto oplos by 'n seewater Ωar Waarde van

2,92 ± 0,16 (± 95% vertrouensinterval). Data is in tabel S5. [Foto bo. Deur K. Fabricius, Australian Institute of Marine Science, en onderste foto deur A. Andersson, Scripps Institution of Oceanography]

Gemiddelde CaCO3 sedimentoplossing vir elke stel kontrole en hoë-blCO2 behandelings by elk van die vyf rif liggings is ook beduidend en negatief gekorreleer met gemiddelde Ωar (r 2 = 0.94, Bl & lt 0,001, n = 9) (Fig. 1). Daar is veral geen beduidende verskil nie (Studente s'n t toets Bl & lt 0,01) in bentiese metabolisme (produksie/asemhaling) tussen kontrole en blCO2 behandelings by enige van die rifplekke (fig. S3), met 'n verhoogde ontbinding wat slegs gedryf word deur veranderinge in die oorliggende seewaterchemie (dws OA -toestande). Die oplossing van karbonaat sediment by elk van die vier riwwe het dieselfde reaksie op verlaagde seewater Ωar (verhoogde seewater blCO2), maar die impak van OA op elke rif is anders as gevolg van verskillende aanvangstoestande (Fig. 1). Karbonaat sedimente in Hawaii is byvoorbeeld reeds oplosbaar en sal teen die einde van die eeu sterk netto oplos. Daarteenoor neersak karbonaat -sedimente by Tetiaroa sterk en sal dit aan die einde van die eeu netto neerslaan. Karbonaatsedimente by Heron-eiland en Bermuda sal albei teen die einde van die eeu van netto neerslag na netto-oplossing oorgaan.

Die oorgang van koraalrifsand van netto neerslag na netto oplos vind plaas wanneer die seewater Ωar bereik 2,92 ± 0,16 (Fig. 1 en Fig. S1). Die huidige seewateromstandighede van die rif beheer dus die impak wat OA op die netto koolzuuraanwas van koraalriwwe sal hê. Die huidige seewaterkarbonaatchemie (bv. PH, Ωar) koraalriwwe word beheer deur 'n kombinasie van die oop oseaanbronwater en biogeochemiese en hidrodinamiese prosesse op die rif. Daar is breedte- en streekvariasies in die oop oseaan Ωar met byvoorbeeld tropiese riwwe wat in hoër Ω gebad isar water as hoër breedtegraad riwwe (18). Die oop see seewater samestelling word dan gemodifiseer deur netto ekosisteem produksie (NEP = fotosintese minus outotrofiese en heterotrofiese respirasie) en NEC (19). Wêreldwyd is voorgestel dat die gemiddelde blCO2 van koraalriwwe het die afgelope 20 jaar 3,5 keer vinniger toegeneem as in die oop see, heel waarskynlik as gevolg van verhoogde terrestriële voedingstowwe en organiese materiaal-insette (20). Byvoorbeeld, in Kaneohe Bay, Hawaii, is die karbonaat sedimente tans oplosbaar as gevolg van lae rif seewater Ωar (Fig. 1) wat verband hou met lae-Ωar bronwater (7) en groot insette van landelike voedingstowwe en organiese materiaal (21, 22). Daarteenoor val die karbonaat -sedimente by Tetiaroa sterk neerslag op as gevolg van die hoë rif seewater Ωar (Fig. 1) wat verband hou met hoë-Ωar bronwater en waarskynlik min tot geen insette van landelike organiese materiaal nie. Eksterne insette van organiese materiaal is dus 'n belangrike beheer oor die ontbinding en gepaardgaande netto aanwas van koraalriwwe (2, 17).

CaCO3 sedimentoplossing oor die vyf riwwe is duidelik baie sensitief vir OA met 'n verandering van 170% per verandering in seewater Ωar (Figuur 1 en 2). Dit is 'n grootte orde groter as die voorspelde veranderinge in koraalverkalking as gevolg van OA. Byvoorbeeld, 'n onlangse meta-analise van biologies gemedieerde koraalverkalking toon slegs 'n vermindering van 15% per verandering in eenheid in seewater Ωar (Fig. 2), of so laag as 'n vermindering van 10% as slegs studies oor lig en donker verkalkingskoerse oorweeg is (23). Die verandering in die COCO3 sedimentoplossing per eenheidsverandering in seewater Ωar oor die individuele riwwe is ook minder veranderlik as die reaksie van koraalverkalking per eenheidsverandering in seewater Ωar oor die individuele studies (Fig. 2). Verskille in die reaksie van karbonaat sediment-oplossing en koraalverkalking op OA weerspieël heel waarskynlik verskille in die biologies-bemiddelde proses van verkalking in vergelyking met die geochemies-bemiddelde proses van ontbinding.

Die verandering is vanaf 'n basislyn Ωar van 3.5 en dus sny alle lyne by Ωar = 3,5 (100%). Die dun lyne is die individuele metings, en die dik lyn is die gemiddelde. Die lengte van die lyn is die Ωar reeks waaroor die studie gedoen is. Koraal verkalking data is van (23). NEC -data kom uit tabel S2.

Koraalverkalking het taxaspesifieke reaksies op OA getoon (24) heel waarskynlik as gevolg van verskille in eienskappe soos die persentasie skeletweefselbedekking en die vermoë om pH van verkalkende vloeistowwe te reguleer (25, 26). Waarnemings dat beide naby-kus en diepsee verkalkers kan leef en verkalk onder termodinamies ongunstige toestande [Ωar < 1 (27, 28)] stel voor dat seewaterchemie slegs 'n deel van die vergelyking is en dat organismes meganismes en/of strategieë kan hê om die voorspelde veranderinge in seewaterkarbonaatchemie te hanteer en moontlik by OA (5, 29). Byvoorbeeld, gegewe 'n voldoende voorraad voeding en energie, word baie verkalkers minder negatief beïnvloed deur OA (30). In teenstelling met biologies gemedieerde verkalking, verhoog CaCO3 oplossing is meestal 'n geochemiese reaksie op veranderinge in seewaterchemie en sal toeneem volgens termodinamiese en kinetiese beperkings (Fig. 3) (31, 32).

Die huidige (2010) globale gemiddelde Ωar seewater rondom riwwe is vasgestel op 3,3 (37), en die gemiddelde jaarlikse verandering in Ωar is gestel op –0.01 (18). Teoretiese riwwe met koraal: sandbedekkings van 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 en 5: 95% is ook gemodelleer (stippellyne). Die rooi simbole is globale ramings van NEC vir volledige koraalriwwe (109,6 mmol CaCO3 m −2 dag −1 ) (sirkel), 'n gemiddelde van koraalriwwe en koraalrif strandmere (41,1 mmol CaCO3 m −2 dag −1 ) (driehoek), en koraalrif strandmere (21,9 mmol CaCO)3 m −2 dag −1) (vierkant) (40).

Toekomstige voorspellings van OA -effekte op koraalriwwe is dikwels gebaseer op die verwantskap tussen gemiddelde Ωar en NEC (sien tabel S2). Gemiddeld is daar 'n verandering van 102% in NUK per verandering in seewater Ωar (Fig. 2), wat meer sensitief is as koraalverkalking (10 tot 15%), maar minder sensitief as die oplossing van karbonaat -sediment (170%). Die orde-van-grootte groter reaksie van NEC in vergelyking met koraalverkalking kan deels te wyte wees aan die oplos van sediment wat meer sensitief is vir dalende Ωar en maak dus 'n toenemend groter bydrae tot die afname in NUK. Boonop is ander komponente van die bentiese gemeenskap van die koraalrif, soos koraalagtige koraalalge en kalkagtige bentiese makroalge, wat ook meer sensitief is vir veranderinge in Ωar as koraal (33, 34), kan ook bydra tot die groter reaksie van NUK. In ooreenstemming hiermee is die sterker reaksie en sensitiwiteit van hele koraalrif gemeenskap verkalking op veranderinge in Ωar as waargeneem in studies van individuele organismes [bv.12, 35, 36)]. Die hoogs veranderlike reaksie van die NUK van individuele riwwe op veranderinge in Ωar weerspieël waarskynlik variasies in die samestelling van bentiese gemeenskappe, gekombineer met die veranderlike reaksie van individuele bentiese gemeenskappe (dit wil sê sedimente, korale, koraalagtige koraalalge).

'N Begrip van die absolute veranderinge in CaCO3 produksie en ontbinding (en fisiese verlies) soos die see versuur word vereis om die toekomstige evolusie van koraalriwwe te kan voorspel (sien Vgl. 1). Ons het 'n eenvoudige model ontwikkel wat gebaseer is op empiriese verwantskappe tussen gemiddelde Ωar and NEC, coral calcification, and sediment dissolution from reefs around the globe (Fig. 1 and tables S2 and S3) and predicted future changes in the open ocean Ωar (18) to quantify changes in the CaCO3 production of coral reefs (see materials and methods for a detailed description of the model). Under present-day average tropical ocean Ωar (3.3), coral reef sediments are net precipitating and coral calcification and NEC are positive (Fig. 3). However, the model shows there has already been on average a reduction in coral reef sediment precipitation from 18.1 to 4.3 mmol m −2 day −1 , a reduction in NEC from 210.7 to 78.5 mmol m −2 day −1 , and a reduction in coral calcification of 111.4 to 92.8 mmol m −2 day −1 since pre-industrial time when the average tropical ocean Ωar was

4.5 (37). When the average tropical ocean Ωar bereik

2048, coral reef sediments will become net dissolving (Fig. 3). By 2082, global average coral reef NEC will become negative (i.e., net dissolving Fig. 3). By 2078 (Ωar = 2.62), sediment dissolution will exceed the global average coral reef NEC (Fig. 3). For coral reefs with 5% coral cover and 95% sediment cover, probably a common future scenario with increasing coral cover loss, this transition to net dissolution will also occur in 2085 (Ωar = 2.55) (Fig. 3).

The above model scenarios assumed a current average open ocean Ωar of 3.3 for coral reefs. However, an analysis of 22 coral reefs (see also table S1) shows a wide range of Ωar values, and therefore the timing of the transition to net dissolving will vary for individual reefs (Fig. 4). On average, four reefs already experience conditions that would promote net sediment dissolution, and by the end of the century, all but two reefs across the three ocean basins would on average experience sediment dissolution. The above model scenarios also assumed open ocean changes in Ωar, but the average seawater carbonate chemistry conditions of coral reefs may be appreciably different because of changes in reef biogeochemical processes and inputs of terrestrial nutrient and organic matter (19, 20). One study suggests that the seawater blCO2 on some reefs has increased up to 3.5 times faster than in the open ocean (20). Under this more rapid acidification scenario, coral reefs on average could transition to net sediment dissolution by the end of the decade (2020) (Ωar = 2.92), and NEC will become negative by 2031 (Ωar = 2.58). This study also has not included the effect of sea surface temperature increases on CaCO3 sediment dissolution. Although initial studies show a nonadditive effect of increased temperature and lowered Ωar on CaCO3 sediment dissolution (38), little is known about these combined stressors. Bleaching and coral mortality will also most likely accelerate the breakdown of coral reefs (39), making more sediment and organic matter available for dissolution.

The dashed line at Ωar 2.92 shows when the reef sediments will transition to net dissolving. The 2010, 2050, and 2100 predictions were calculated with the average annual open ocean change in Ωar of –0.01, but with average actual Ωar starting values for each reef for the year the data were collected. These calculations ignore the minor nonlinear behavior of Ωar in response to rising CO2 over the range modeled. The box plot red square is the mean the horizontal line in the box is the median the upper and lower box are the 75 and 25 percentiles, respectively and the top and bottom whiskers are the 90 and 10 percentiles, respectively.

A transition to net sediment dissolution will result in loss of material for building shallow reef habitats such as reef flats and lagoons and associated coral cays (2). However, it is unknown if the whole reef will erode once the sediments become net dissolving, as the corals will still calcify (Fig. 3), and the framework may still accrete. It is also unknown if reefs will experience catastrophic destruction once they become net eroding, or if they will slowly erode, driven by organic matter input and OA (17).


Saving the Oceans Through Law: The International Legal Framework for the Protection of the Marine Environment

The oceans provide many vital ecosystem services for humankind, but the health of the world’s seas is in serious decline. The protection of the marine environment has emerged as one of the most pressing challenges for the international community. An effective solution depends upon the cooperation of all states towards achieving agreed objectives. International law plays a vital role in this process. This book provides a critical assessment of the international legal instruments that have been negotiated for the protection of the marine environment and identifies key trends in global ocean governance. Starting with a detailed analysis of the United Nations Convention on the Law of the Sea, the book explains and evaluates the main global and regional treaties and related instruments that seek to prevent, reduce, and control damage to the marine environment caused by navigation, seabed exploitation, fishing, dumping, geo-engineering, and land-based activities, as well as emerging pressures such as ocean noise, ocean acidification, and climate change. The book demonstrates how international institutions have expanded their mandates to address a broader range of marine environmental issues and to promote an ecosystems approach to regulation. It also discusses the development of diverse regulatory tools to address anthropogenic impacts on the marine environment and the extent to which States have adopted a precautionary approach in different maritime sectors. Whilst many advances have been made, the book highlights the need for greater coordination between international institutions, as well as the desirability of developing stronger enforcement mechanisms for international environmental rules.


SIXTH EXTINCTION: Present and Future?

In the 1990s, paleontologist and famed conservationist Richard Leakey warned that human activity was causing a “sixth extinction.” In the decades since Leakey’s observation, with piles of new supporting evidence, many more researchers have signed on to the idea.

Across time and around the planet, extinctions of one or another individual species are always occurring. Known as the “background rate” and documented both historically and in the fossil record, these extinctions are like low-volume static compared with the sudden cymbal crash of a mass die-off. Determining extinction rates as they are unfolding is difficult, but a 2015 Science Advances study, using a range of conservative estimates, placed the current pace at up to 100 times the normal background rate.

Human activities are to blame, including population growth, increased resource consumption and climate change spurred by fossil fuel burning and the release of greenhouse gases.

In the journal PNAS in 2017, scientists concluded that focusing on species extinction may actually underrepresent the severity of what one team called “biological annihilation.” The global extinction of a species is, after all, just the final nail in the coffin.

The downward spiral begins with the destruction and fragmentation of habitat, and the introduction of invasive species and pathogens. The killing of individual members of a species through overhunting or poaching also takes its toll. Just ask any rhino, if you can find one. All of these activities can result, over time, in local extinctions known as extirpations. Even before global extinction of a species occurs, these extirpations reduce biodiversity and can destabilize ecosystems, leading to more extinctions.

As Leakey observed in his landmark 1995 book on the topic: “ Homo sapiens might not only be the agent of the sixth extinction, but also risks being one of its victims.”