Mælingar staðfesta súrnun heimshafanna

Súrnun sjávar er það kallað þegar sýrustigið í hafinu fellur lítið eitt vegna aukinnar upptöku sjávar koltvísýringi.  Álitið er að um helmingur alls þess koltvísýrings sem safnast hefur upp í lofthjúpnum með bruna jarðefnaeldsneytis frá því um 1750 hafi heimshöfin tekið til sín.  Mikið magn koltvísýrings er  uppleystur í höfunum líkt og í gosdrykk.  Í nokkurn tíma hefur mönnum verið kunnugt um þátt hafsins til geymslu og miðlunar koltvísýrings og sýnt hefur verið fram á það að þegar loftslag fer hlýnandi að loknum jökulskeiðum á flæði koltvísýrings frá hafi til lofthjúps verulegan þátt vegna aukningar gróðurhúsaáhrifa sem það hefur í för með sér.

Fyrir skemmstu voru birtar í Science niðurstöður mælinga á sýrustigi sjávar sem gerðar hafa verið samfellt á sama staða í Kyrrahafi nærri Hawaii sl. 20 ár.  pH-gildið hefur lækkað í yfirborði sjávar um 0,0019 einingar á ári þessi 20 árin og sú þróun kemur ágætlega heim og saman við aðrar mælingar t.d. í Atlantshafinu við Bermúdaeyjar og aðra við Kanaríeyjar.  Niðri á 250 metra dýpi hefur súrnunin verið ívið hraðari meðal annar vegna þess að á því dýpi er að finna meira af ólífrænu kolefni.  Mælt er alveg niður á 1000 metra dýpi, en þar eru breytingar háðar meiri óvissu þar sem á svo miklu dýpi er sjaldnar mælt.  

Súrnun sjávar ógnar jafnvægi lífríkis, sérstakleg lífvera sem mynda skeljar úr kalki, s.s. krabbadýr og kórallar.  Lægra sýrustig breytir framboði á nýtanlegu kalki og kalkbúskap sjávar.  Annars hætti ég mér ekki frekar út í hafefnafræðina. Mælingar á þykkt skelja svo og tilraunir á rannsóknarstofum sýna fram á samhengi lækkandi sýrustigs og minnkandi framboðs á aðgengilegu kalki fyrir lífverur.

 

Athugasemdir

[Gunnar Th. Gunnarsson, 15.9.2009 kl. 11:04]

Þetta er athyglisvert.

Það væri gaman að vita hvert hlutfall skógarelda í heiminum er af heildar bruna mannsskepnunnar á jarðefnaeldsneyti.

[Loftslag.is, 15.9.2009 kl. 12:57]

Við tökum þetta aðeins fyrir á vefsíðunni Loftslag.is, sem fer formlega í loftið 19. september nk., sjá hér.

[Jóhann Grétar Kröyer Gizurarson (IP-tala skráð) 15.9.2009 kl. 17:11]

Góðan dag,

 Þeir sem telja hlýnun á mannavöldum vera tóma þvælu (ættu í fyrsta lagi að fara í tölfræðikúrs og læra m.a. um væntigildi, staðalfrávik, skekkju, öryggisbil, dreifni, fylgni o.s.frv. til að geta rýnt í gögninn með lágmarksþekkingu), geta ekki lengur skýlt sér á bak við að brenna jarðefnaeldsneyti hafi ekki áhrif á nokkurn skapaðan hlut eða veru. Þetta er einfaldlega rangt. Koltvísýringur leysist upp í vatni (gos er ekkert annað en sykurvatn + bragðefni og svo uppleystur koltvísýringur) og myndar kolsýru og salt af kolsýru, eða bíkarbónat. Eftir því sem meira af koltvísýringi er til staðar því meira magn af honum leysist upp. Það sýrir höfin og afleiðingarnar geta orðið mjög afdrifaríkar. 

Þar sem Ísland á hagsmuni að út af sjávarútveginum, ættu við að kappkosta að fá ekki undanþágu frá Kyoto-bókuninni og snúa okkur að rafmagnsbílum (sýna fordæmi). Metanbílar er ekki svarið þar sem að þeira losa koltvísýring.

Kveðja,

Jóhann

[Gunnar Th. Gunnarsson, 15.9.2009 kl. 17:31]

Metanið fer hvort eð er út í andrúmsloftið á náttúrulegan hátt. Mengunin meira að segja minnkar við brennsluna að sumu leiti.

[Jóhann Grétar Kröyer Gizurarson (IP-tala skráð) 16.9.2009 kl. 01:03]

Já ég veit það mætavel. En koltvísýringur er mun öflugra gróðurhúsagastegund en metan. Metan sýrir heldur ekki höfin. Hvernig færðu það út að mengunin minnki við brennslu?

Eins og öll alífatísk kolvetnissambönd myndar metan vatn og koltvísýring við brennslu

CH4=metan
O2 = Súrefni
H20 = vatn
CO2 = koltvísýringur

CH4 + 2O2 ---> CO2  + 2H20

Sem þýðir að 1 kg af metani verður að 2,7 kg af koltvísýringi, ef við gerum ráð fyrir að metan sé takmarkandi hvarfefni (e. limiting reagent), þ.e.a.s. það er efnið sem klárast fyrst. Hugsum okkur þetta í stærra samhengi: Bíll sem brennir 80 lítra af metani á einum degi, losar út: 89,6 lítra af koltvísýringi (ef gert er ráð fyrir að metanið er á vökvaformi, með eðlisþyngd ~415 kg/m3)

Kveðja,

Jóhann Grétar

[Gunnar Th. Gunnarsson, 16.9.2009 kl. 01:42]

Metan er um 20 sinnum meiri gróðurhúsalofttegund en co2

[Höskuldur Búi Jónsson, 16.9.2009 kl. 09:09]

Án þess að ég meti hvort Metan-bílar séu góðir eða slæmir, þá hef ég heyrt þetta:

Metan er 25 sinnum öflugri gróðurhúsalofttegund - hún er þó í miklu minna magni í andrúmsloftinu.

[Ágúst H Bjarnason, 16.9.2009 kl. 09:15]

Þetta sem Gunnar bendir á er kannski ástæðan fyrir því að t.d. Sorpa brennir metangasið sem myndast á haugunum frekar en að sleppa því út í andrúmsloftið...

Segið mér eitt:

Samkvæmt þessari mynd og samkvæmt áhugaverðu viðtali við Dr. Ólaf Ingólfsson prófessor í Vísindaþættinum á Útvarpi Sögu í gær hefur styrkur CO2 í lofthjúpnum oft verið mun hærri en í dag. Hvaða lærdóm má draga af því varðandi áhrif þess á lífríkið á láði og legi, svo og hitafar?

Myndin er frá http://www.science.ca/askascientist/viewquestion.php?qID=3990

-

Sýrustig pH er eins og margir vita logarithmiskt samband (fylgir logaritmanum af magni H+ jóna í upplausn) og því ekki beinlínis línulegt. Það er því ekki auðvelt að sjá fyrir sér hvort eitthvað sé "mikið" eða "lítið".  Spurningin er því: Er 0,0019 pH einingar mikið eða lítið? 

 

Á myndinni kemur fram að magn CO2 í lofthjúpnum (svarti ferillinn)  hefur síðustu 600 milljón árin að jafnaði verið töluvert meira en í dag.

-

Væntanlega eru náttúrulegar áratugalangar sveiflur í sýrustigi sjávar einhverjar. 

 Sjá til dæmis hér: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/309/5744/2204

"... Large variations in pH are found over 50-year cycles that covary with the Interdecadal Pacific Oscillation of ocean-atmosphere anomalies, suggesting that natural pH cycles can modulate the impact of ocean acidification on coral reef ecosystems".

-

(Viðtalið við Ólaf Ingólfsson á Útvarpi Sögu verður aðgengilegt hér innan skamms: http://www.stjornuskodun.is/visindathatturinn )

[Höskuldur Búi Jónsson, 16.9.2009 kl. 10:53]

Ágúst: Vísindamenn tala um að þegar (og ef) magn CO2 í andrúmsloftinu fer yfir 450 ppm (gæti orðið eftir 2-3 áratugi), þá verði staðan orðin svipuð hvað varðar súrnun sjávar og fyrir 55 milljónum ára - þá varð mikill útdauði sjávarlífvera. Ég efast um að það séu margir sem vilja að 1/6 af fæðu jarðarbúa hrynji.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 16.9.2009 kl. 12:40]

Ágúst, náttúrulegar sveiflur, í t.d. hitastigi og sýrustigi sjávar o.fl. þáttum, hafa alltaf verið í náttúrunni. 

Nú er því spurningin sú, hvort að öll sú losun af koldíoxíði af mannavöldum frá 1750 sé ekki að þó nokkru marki drífandi þáttur vegna þeirra breytinga sem við upplifum í dag? Það er það sem all margir vísindamenn telja að sé raunin. Eins og t.d. áhrif á hitastig jarðar og sýrustig sjávar sem Einar nefnir í færslunni:

"Álitið er að um helmingur alls þess koltvísýrings sem safnast hefur upp í lofthjúpnum með bruna jarðefnaeldsneytis frá því um 1750 hafi heimshöfin tekið til sín."

[Þorkell Guðbrandsson (IP-tala skráð) 16.9.2009 kl. 13:27]

Afsakið, vísindamenn góðir að ómenntaður alþýðumaður blandar sér í þetta með innleggi: Ég var að lesa eða heyra einhversstaðar í morgun að einhverjir vísindamenn í USA hefðu uppgötvað með rannsóknum á fornum setlögum í Afríku, að heimskautaísinn hefði byrjað að myndast við fall CO2 í andrúmsloftinu.

[Ágúst H Bjarnason, 16.9.2009 kl. 13:28]

Er það rétt skilið hjá mér, að með sama áframhaldi (breyting á pH um 0,002 á ári), og ef sýrustig sjávar er nú um 8, þá megi reikna með að það verði 7,8 eftir 100 ár?

[Sveinn Atli Gunnarsson, 16.9.2009 kl. 13:41]

Ágúst hér er tilvitnun af heimasíðu EPOCA.

"Nú á tímum er meðal pH sjávar 8.1 (sjór er veikt basískur) sem er 0.1 stigi lægra en var fyrir um 200 árum við upphaf iðnvæðingar.  Þessi breyting virðist ekki ýkja stór en hafa verður í huga að pH kvarðinn er lógaritmískur líkt og Richter jarðskjálftakvarðinn.  Lækkun um 0.1 pH einingu þýðir að styrkur vetnisjónar, (H⁺), hefur aukist 30%.  Áætlað er að pH kunni að falla niður í 7.8 á þessari öld, en það eru milljónir ára frá því að vistkerfi hafsins bjuggu við það gildi."

Þorkell; það var einhver frétt um þetta í dag, sjá t.d. hér.

[Þorkell Guðbrandsson (IP-tala skráð) 16.9.2009 kl. 14:41]

Þakka þér, Sveinn Atli, þessi frétt er byggð á þessu sama og ég sá eða heyrði í morgun. Allt leggur þetta einhverja flís í mósaíkið!

[Ágúst H Bjarnason, 16.9.2009 kl. 14:58]

Ég virðist hafa komist að sömu niðurstöðu og EPOCA, og það án þess að kíkja

[Jóhann Grétar Kröyer Gizurarson (IP-tala skráð) 16.9.2009 kl. 17:54]

Þegar ég meinti að koltvísýringur væri öflugri gróðurhúsategund meinti ég að líftími hans er 10 sinnum lengri í andrúmsloftinu en líftími metans, þ.e. koltvísýringur er stöðugri vegna resónans (rafeindaflökts, pí-rafeindirnar geta hoppað a milli atómanna sem mynda mólekúlið). Þótt að metan sé megnura gróðurhúsagas að þá er líftimi þess mikið minni.

Metan hefur mikil áhrif í c.a. 8,4 ár en koltvísýringur hefur lítil áhrif í 100 ár. Hvort er betra?
Mín tillaga er sú að breyta metaninu sem myndast á ruslahaugum í etanól, fyrir t.d. iðnað (sem leysi) og rannsóknarstofur (til sótthreinsunar).

Kveðja,

Jóhann Grétar

[Þorkell Guðbrands (IP-tala skráð) 16.9.2009 kl. 21:17]

Nú spyr fáfróður Jóhann Grétar: Ef það er hagrænt og framkvæmanlegt að pródúsera ethanol úr methane-gasi, er þá ekki hægt að nota það saman við bensín til að drýgja það? Er ekki búið að prófa slíkt einhversstaðar nývereið? Þetta var gert á stríðsárunum 1939 - 1945, en þá voru vélar lágþrýstari en nú og eldsneytiskerfin ólík að vísu.

[Sigurður Þór Guðjónsson, 16.9.2009 kl. 23:34]

Ég spyr nú eins og álfur út úr hól hvort þeir sem eru mjög trúaðir á að hlýnun af mannavöldum sé staðreynd hafi margir  farið í tölfræðikúrs og lært m.a. um væntigildi, staðalfrávik, skekkju, öryggisbil, dreifni, fylgni o.s.frv. til að geta rýnt í gögninn með lágmarksþekkingu. Og ég get alveg svarað. Það held ég að sé af og frá. Það er ekki nauðsynlegt sem betur fer að þekkja þetta stæðrfræði eða tölfræðihugtök til að geta myndað sér skoðun af eða á um þessi efni. Þá væru nú fáir sem mættu tala.

[Jóhann Grétar Kröyer Gizurarson (IP-tala skráð) 17.9.2009 kl. 15:03]

Fólki er auðvitað frjálst að hafa skoðun á þessu sem öðru. En það þarf að vera byggt á raunsæi. Tölfræði er verkfæri sem vísindamenn nýta sér í rannsóknum. Ef hennar nyti ekki við, væri t.d. ekki gert parað T-próf í lyfjaprófunum og sjálfsagt margir dánir úr mögulegum lyfjum sem síðan reyndist vera tómt eitur. Ef óvissa í t.d. verkfræði og eðlisfræðitilraunum væri ekki tekinn inn í reikninginn, væru nú raftæki og tól stór varasöm. Og ég get haldið áfram...

Sama á við niðurstöður úr rannsóknum á hlýnuninni. Það sýnir svart á hvítu, hvort sem menn trúa því ekki að loftslag á jörðinni fer hlýnandi og það á meiri hraða en menn áttu von á. Svo er mönnum frjálst að hafa skoðun á því hvort að vísindi og rannsóknir yfir höfuð séu tómt aprílgabb.

Með Kveðju,

Jóhann

[Sigurður Þór Guðjónsson, 17.9.2009 kl. 17:11]

Þú virðist ekki skilja hvað ég er meina Jóhann. Ég er að benda á það að til þess að hafa gilda skoðun á því hvort sé að hlýna af mannavöldum sé ekki nauðsynlegt fyrir hvern og einn að þekkja til þessara tölfræðihugtaka. Skoðanir miljóna manna á þessu eru byggðar á miklu almennari atriðum. Ég er heldur ekki með orðum mínum að gefa í skyn að vísindi og rannsóknir séu aprílgabb. Það er alveg óþarfi að vera með þess konar stæla.

[Sigurður Þór Guðjónsson, 17.9.2009 kl. 17:17]

Þú ert í rauninni að segja það Jóhann að skoðun manns sem er sannfærður um að hlýnun af mannavöldum sé staðreynd sé samt sem áður ekki gild vegna þess að hann sé ekki vel að sér í tölffræði. Það er nákvæmlega það sem þú sagðir. Mér er illa við vísindahroka af þessu tagi, sem engan veginn er bundinn við þig,  og hef áður fundið að því í svona umræðu. Skilaboðin eru: Það eru engir nema þálfaðir fræðimenn sem geta haft skoðanir á því hvort sé að hlýna eða ekki.

[Jóhann Grétar Kröyer Gizurarson (IP-tala skráð) 17.9.2009 kl. 21:52]

Nei, en gögn sýna þessa þróun samt sem áður. Ef styrkur koltvísýrings síðustu 60 ára er sett saman við hækkun á meðalhita síðustu 60 ára, eru línurnar nánast samsíða. Þetta er uggvænleg þróun. Ég hef enga skoðun á þessu aðra en það sem ég túlka út frá gögnum.

Ég er ekki að segja að hlýnun jarðar sé eingöngu gróðurhúsalofttegundum að kenna, loftslag á jörðinni hefur margoft breyst, en það sem veldur mönnum áhyggjur er hraðinn á þessu öllu saman, og á sama tíma er brennsla á kolvetni stöðugt að aukast (þangað til núna vonandi). 

[Ágúst H Bjarnason, 18.9.2009 kl. 21:43]

Það kom fram hér að ofan að eftir um 100 ár stefni í að pH gildi sjávar hafi lækkað úr núverandi pH 8 í pH 7,8.  Nú er það svo að gildi fyrir ofan pH 7,0 eru basisk, en gildi fyrir neðan 7,0 eru súr.

Hvernig í ósköpunum getum við þá talað um að sjórinn sé að súrna þegar pH gildið er allnokkru hærra en 7,0 og sjórinn er greinilega basiskur, og á töluvert í land með að pH gildið fari niður fyrir 7.0? Sjórinn fer nefnilega ekki að súrna fyrr en pH gildið er komið niður fyrir 7.0. 

Er ekki nokkuð frjálslega farið með grundvallaratriði efnafræðinnar?

[Sveinn Atli Gunnarsson, 19.9.2009 kl. 00:58]

Þegar pH gildið lækkar þá á sér stað "súrnun". Hvort sem hluturinn er basískur eða ekki þá á sér stað súrnun við lækkað pH gildi. Að reyna að snúa því á annan hátt er útúrsnúningur. S.s. sjórinn verður minna basískur, súrnun á sér stað. Hvað er það annað en að hann verði súrari..? Enda er pH gildið 7,0 í raun bara viðmiðun sem við ákveðum eins og að 0°C er frostmark. Við hljótum að tala um lækkandi hitastig þó svo við séum ekki kominn niður í 0°C, þ.e. þó að hitastigið lækki úr 5°C í 4°C þá er það lækkun á hitastigi, er það ekki...? Annars getum við bara sagt, nei hitastigið hefur ekki náð 0°C það hefur þ.a.l. ekki lækkað...það er ekki rökrétt.

[Ágúst H Bjarnason, 19.9.2009 kl. 07:57]

Ég held að þetta sé alrangt hjá þér Svatli. Þannig hugsuðu menn að minnsta kosti ekki þegar ég lærði efnafræði á sínum tíma í Menntaskólanum í Reykjavík og síðar í Háskóla íslands.

Sjórinn getur einfaldlega ekki orðið súrari meðan hann er basískur. Hann er alltaf basískur meðan pH gildið er hærra en 7,0. Svo einfalt er það. Við getum sagt að sýrustigið sé að lækka og upplausnin verði minna basísk.  Það jafnvel mætti tala um (þó maður sletti útlensku) að verið sé að "neutralisera" hafið meðan sýrustigið er að lækka meðan það er enn fyrir ofan 7,0.

Hafið er ekki að verða súrara meðan sýrustigið pH er hærra en 7.

Ef aftur á móti sýrustigið lækkar nægilega mikið til þess að það fari niður fyrir 7,0, þá er hægt að tala um að sjórinn sé orðinn súr. Ekki fyrr.

Við getum t.d. aldrei sagt að vítissódaupplausn sé mismunandi súr. Við getum t.d. bætt varlega í hana saltsýru með "titration" of fylgst með sýrustiginu meðan upplausnin er að "neutraliserast". Að því kemur að upplausnin verður hlutlaus (neutral), þ.e. hvorki basísk né súr, og inniheldur hún þá hvorki vítissóda né saltsýru; aðeins matarsalt. pH gildið mælist þá um 7.0. Síðan getum við haldið áfram að bæta við saltsýru og fellur þá sýrustigið niður fyrir 7,0, en þá fyrst verður upplausnin súr. Vítissódaupplausnin getur aldrei verið súr meðan sýrustigið er hærra en 7,0, jafnvel þó nokkuð af saltsýru sé komið í upplausnina. Upplausnin verður saltari, en það er annað mál. (NaOH+HCl-->NaCl+H2O)

(Hér fyrir ofan var tekið einfalt dæmi með vítissóda og saltsýru. Dæmið verður aðeins flóknara varðandi hafið og upplausn CO2 sem verður fyrst að mynda veika sýru "kolsýru" með vatninu CO2 + H2O ⇌ HCO3. CO2 sem slíkt er ekki súrt).

Það er ekki bara hér á landi sem menn tala um að sjórinn sé að verða súr. Iðulega sér maður talað um "Ocean acidification" og fyrir nokkru var fyrirsögn á vef BBC "Acid oceans need urgent action". Vissulega vekur það ugg hjá fólki að tala um að sjórinn sé súr, getur verið að menn noti þetta orðalag til að ná athyglinni? Menn verða þó að gæta sín á því að trúverðugleikinn hverfi ekki í leiðinni, því það er slæmt fyrir málstaðinn.

Þú segir að "sýrustigið 7,0 sé í raun  bara viðmiðun sem við ákveðum eins og að 0° er frostmark". Nú þykir mér týra. Ég minnist þess þó að þetta þvældist fyrir ýmsum á sínum tíma, því fræðin eru ekki sáraeinföld. Sjá t.d. greinina á Wikipedia sem heitir einfaldlega pH.   
pH 7.0 er hreint ekki einhver viðmiðum sem við bara ákveðum sísvona til þægnda.

Hvernig er það annars Svatli, Þið félagarnir virðist vera vakandi dag og nótt við að "leiðrétta" athugasemdir hjá hinum og þessum, jafnvel örskömmu eftir að þær birtast. Ég er svei mér farinn að halda að þetta séu einhver trúarbrögð hjá ykkur...  Alveg er það makalaust! 

[Gunnar Th. Gunnarsson, 19.9.2009 kl. 08:02]

Er þetta ekki svipað og að segja að "ef hitastigið lækkar úr +100C° í +90C°, að þá aukist frostið?

[Sveinn Atli Gunnarsson, 19.9.2009 kl. 10:13]

Já þú þekkir greinilega vel til pH gilda, en það er allavega staðreynd að það er talað um súrnun hafanna, eins og þú sjálfur bendir á...spurning hvort að það ætti að tala um minna basískur, ekki aðalmálið, en þetta er útúrsnúningur, vegna þess að vandamálið er til staðar.

Úps, náði fyrst að "leiðrétta" um 2 klst. síðar...