Acidificação oceânica
A acidificação oceânica é a designação dada à diminuição do pH nos oceanos, significando aumento da acidez, causada pelo aumento do gás carbônico atmosférico (dióxido de carbono, CO2), que se dissolve na água alterando o seu equilíbrio químico. Desde o início da Revolução Industrial, quando as emissões de carbono iniciaram uma rápida escalada, o pH da superfície oceânica diminuiu cerca de 0,1 na escala logarítmica do pH. Embora essa diferença pareça pequena pelo tipo de escala utilizada, representa um aumento de cerca de 26% na concentração de íons hidrogênio H+, os responsáveis diretos pela acidificação.
Na Terra o carbono circula num grande ciclo biogeoquímico entre os seus reservatórios: a atmosfera, a biosfera, a hidrosfera e a litosfera. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo "lento" que é dominado pelos processos geológicos, e o ciclo "rápido" que envolve processos físico-químicos e biológicos. Numa escala geológica, existe um ciclo entre a crosta terrestre (litosfera), os oceanos (hidrosfera) e a atmosfera. O gás carbônico (CO2) da atmosfera, ao ser dissolvido, forma o ácido carbônico, o qual pode reagir lentamente com o cálcio e com o magnésio da crosta terrestre, formando carbonatos. Através dos processos de erosão, estes carbonatos são redisponibilizados na coluna d'água e voltam para os oceanos. Os carbonatos acabam por chegar ao fundo do mar. Estes sedimentos vão sendo acumulados ao longo de milhares de anos, formando rochas sedimentares como as rochas calcárias. O ciclo continua quando essas rochas sedimentares do leito marinho são arrastadas para o manto da Terra, por um processo de subducção. O CO2 no manto é devolvido para a atmosfera através das erupções e outros tipos de atividades vulcânicas, completando-se assim o ciclo.
A acidificação oceânica tem origem humana e é um dos efeitos do aumento nos níveis atmosféricos de gás carbônico. Este gás deriva principalmente da combustão de combustíveis fósseis, mas também do desmatamento, do desperdício de alimentos, de processos industriais como a produção de cimento, e outras origens menores. O problema está diretamente associado ao aquecimento global, cujas causas são basicamente as mesmas.
Metano
Uma das consequências do aquecimento global é o aquecimento das águas do mar. Se este processo continuar desimpedido, uma outra substância pode vir a desempenhar um papel importante na acidificação da água e também amplificar gravemente o aquecimento global: o metano. O metano é um dos gases estufa, assim como o gás carbônico, e como ele, tem as propriedades de reter calor atmosférico e, por vias indiretas, acidificar a água. O metano é um dos produtos da decomposição de matéria orgânica, e existe em vastas quantidades em depósitos no leito oceânico fixado sob a forma de hidratos de metano (clatratos) e no permafrost (o solo permanentemente congelado das regiões frias). Na forma de clatratos o metano é inerte e inofensivo para o ambiente. No caso dos depósitos marinhos, a estabilidade dos clatratos depende de duas condições: baixas temperaturas (mares frios) e/ou altas pressões (mares profundos). Com o atual aquecimento das águas do mar, os clatratos depositados em mares frios de rasa profundidade ficam expostos à dissolução, liberando o metano. Ao migrar pela coluna de água até a superfície, a maior parte do metano é oxidada por bactérias e se transforma em gás carbônico, e o restante se transmite para a atmosfera. O que se transforma em CO2 contribui para a acidificação da água, e o metano livre no ar contribui para o aquecimento global, sendo um gás dezenas de vezes mais eficiente que o CO2 em seu potencial de retenção de calor. O grande problema é que existe uma realmente vasta quantidade de metano em depósitos marinhos, uma quantidade que provavelmente excede a quantidade combinada de carbono que existe na biota terrestre, no solo, na atmosfera e no mar. Uma parte significativa deste imenso depósito reside em mares frios de baixa profundidade, como os que cobrem a plataforma continental do leste da Sibéria, que dependem apenas da baixa temperatura para continuarem estáveis e que estão crescentemente ameaçados de desestabilização sob condições de aquecimento aquático, uma quantidade que é capaz de acelerar o aquecimento global e agravar a acidificação da água se porventura for liberada. O Oceano Ártico é o que está aquecendo com maior rapidez entre todos, o que torna a ameaça muito real.
A dissolução do CO2 atmosférico na água do mar aumenta a concentração do íon hidrogênio H+ da água, reduzindo assim o pH do oceano. O Secretariado da Convenção sobre Diversidade Biológica indicou que em 2014 a queda já atinge 0,1. Este valor, aparentemente baixo, na verdade representa um aumento de quase 30% na acidez da água em relação aos níveis pré-industriais. Até 2100 é prevista uma queda no pH ainda maior, podendo chegar a 0,3, o que significaria uma acidificação 170% maior do que no período pré-industrial. Estimativas independentes chegaram a resultados ainda mais pronunciados, prevendo uma queda de 0,5 a 0,7. Porém, a distribuição da acidificação é irregular, e ocorre com mais rapidez nos mares frios do que nos quentes. Os oceanos absorveram cerca de metade da quantidade de gás carbônico emitida para a atmosfera ao longo dos últimos 200 anos, quando os níveis globais começaram sua rápida elevação.
Caracterização
Os ecossistemas marinhos costeiros estão entre as áreas mais produtivas em termos de ecologia e economia, fornecendo mais de 10 trilhões de dólares em recursos anuais e responsáveis por aproximadamente 40% de serviços ecossistêmicos globais. Por outro lado, o crescimento populacional e aumento das atividades humanas nas zonas costeiras vem intensificando os impactos ambientais existentes nessas regiões, como é o caso da acidificação costeira. A acidificação costeira consiste na redução do pH em águas costeiras. Enquanto as emissões de CO2 na atmosfera e a consequente absorção desse gás pelo oceano constituem o principal fator responsável pela acidificação oceânica, a acidificação costeira é impulsionada principalmente por processos biológicos como a respiração e remineralização da matéria orgânica por bactérias no meio aquático, que resultam na produção de CO2 e redução do pH. Diferentemente da acidificação oceânica, que ocorre em escala global, os processos que contribuem para a acidificação costeira geralmente possuem uma escala local e estão associados ao aporte de água doce (fluvial ou glacial), carbono orgânico advindo de fontes continentais, aporte de efluentes domésticos, agrícolas e industriais, além da advecção de massas d’água alóctone (ressurgência e transporte lateral). Tais processos influenciam fortemente a química das águas costeiras e podem contribuir para a redução do pH. O principal fator contribuinte para a acidificação costeira é o elevado aporte de nutrientes antropogênicos em águas costeiras. Nesse caso, o excesso de nutrientes pode resultar na acidificação por promover o crescimento de algas e fitoplâncton, com elevada produção de matéria orgânica. Os processos de respiração e decomposição, por bactérias, da matéria orgânica resultante são responsáveis pela produção de CO2 e diminuição do pH das águas, tornando-as mais ácidas. Os processos associados à acidificação costeira podem ser caracterizados como de alta frequência ou eventos episódicos (derretimento de gelo, ressurgência, tempestades), mas o termo “acidificação costeira” é aplicado quando um aumento na intensidade e frequência de tais processos acarretam em uma variação no estado do sistema carbonato em águas costeiras, tornando as condições do meio mais ácidas ao longo do tempo.
Acidificação costeira e ressurgência
Na superfície do oceano, camada fótica, o fitoplâncton é responsável pela produção de matéria orgânica e atua como fonte de energia para organismos de níveis tróficos superiores. O crescimento do fitoplâncton depende principalmente da luz e da disponibilidade de nutrientes, sento estes geralmente escassos na camada superficial do oceano, mas abundantes em maiores profundidades. Em eventos de ressurgência de borda leste nos oceanos, os ventos atuando na costa são responsáveis por gerar um transporte de Ekman no sentido offshore. Águas de regiões mais profundas, frias e ricas em nutrientes, ascendem à superfície e contribuem para uma elevada produtividade local. A respiração e decomposição da matéria orgânica gerada vai contribuir para o aumento de CO2, diminuindo o pH da água na região. Estudos demonstram que áreas de ressurgência de borda leste são geralmente mais ácidas que outras regiões da superfície do oceano. Diante do contexto de mudanças climáticas, é prevista uma intensificação nessas ressurgências, que estaria associada a um aquecimento não uniforme entre a superfície do continente e do oceano: a água do mar demora mais tempo a se aquecer. Essa diferença de temperatura resulta em um maior gradiente na pressão atmosférica, que contribuiria para a intensificação de ventos favoráveis ao fenômeno da ressurgência. A intensificação de ressurgências resulta em um maior potencial de ocorrência da acidificação costeira, visto que existem evidências de que os dois processos estão relacionados. A relação ocorre em função da elevada concentração de nutrientes em regiões de ressurgência, que resultam no aumento da produção primária e consequente respiração e decomposição da matéria orgânica por bactérias, produzindo CO2 e diminuindo o pH.
Acidificação costeira e eutrofização
Um excessivo aporte antropogênico de nutrientes em águas costeiras pode ocasionar um elevado crescimento de fitoplâncton e consequentemente uma elevada produção primária, caracterizando processos de eutrofização. A respiração e decomposição por bactérias da matéria orgânica resultante implica em uma redução na concentração de oxigênio dissolvido e produção de CO2 no meio, podendo contribuir para a acidificação costeira. A produção de CO2 durante a decomposição da matéria orgânica produzida e assentada na pluma de rios eutrofizados, como o Mississippi e Changjian nos Estados Unidos, já aumentou a acidificação das águas costeiras subsuperficiais da região. Em cenários futuros, com o contínuo aporte de nutrientes na região e a consequente intensificação da eutrofização e acidificação costeira, os ecossistemas se encontrarão cada vez mais vulneráveis a perturbações ecológicas e biogeoquímicas.
O que pode ser feito para reduzir a acidificação costeira?
Primeiramente, é preciso aprender sobre suas causas, efeitos na vida marinha e condições ambientais considerando as particularidades de cada região. O conhecimento e monitoramento de parâmetros físico-químicos das águas vai possibilitar a criação de estratégias e políticas públicas focadas no controle ou erradicação das principais fontes responsáveis pela acidificação costeira. Algumas recomendações básicas para reduzir a acidificação costeira incluem: - Investir em saneamento básico e certificar de que o tratamento de efluentes está sendo realizado de forma eficaz; - Proteger e restaurar matas ciliares e manguezais
Biodiversidade, segurança alimentar e economia
A acidificação constitui um grave desequilíbrio químico dos oceanos, mas apenas recentemente sua importância foi reconhecida. Disso decorre que os estudos sobre o tema ainda são relativamente poucos quando comparados à abundante bibliografia sobre outras ameaças ambientais, mas os princípios gerais do processo já estão bem estabelecidos e novas pesquisas estão se multiplicando com rapidez. Como todas as formas de vida marinha dependem de condições estáveis para sobreviver, as mudanças recentes já têm ocasionado variados problemas para muitas espécies de seres, tais como distúrbios no crescimento e na morfologia, no comportamento, no sistema imunológico, na fertilidade e nos hábitos de reprodução e alimentação, dificuldades de orientação e locomoção, menor sensibilidade ao ambiente, menor resistência a doenças e declínio da saúde geral, entre outros efeitos, que levam à redução das populações. A acidificação também interfere no metabolismo de vários grupos de organismos que precisam de carbonato de cálcio para formar suas estruturas corporais rígidas, como os corais, esponjas, moluscos de concha, crustáceos e equinodermos, entre outros. Várias grupos de plâncton, como os foraminíferos, cocolitóforos e pterópodes, que estão na base da cadeia alimentar marítima, também precisam de cálcio para a construção e manutenção das suas estruturas corpóreas e estão sendo prejudicados.
Outros efeitos
A acidificação reforça e agrava outros problemas ambientais enfrentados pelos mares, como o aquecimento oceânico, a desoxigenação oceânica, o acúmulo crescente de detritos marinhos, as descargas de poluição tóxica (efluentes industriais, nucleares, agrotóxicos, fertilizantes), e a pesca predatória. Ao mesmo tempo, como algumas espécies parecem se beneficiar de uma redução no pH das águas, elas tentem a proliferar com mais facilidade e podem se tornar invasoras, especialmente em regiões em que os ecossistemas já estão fragilizados ou degradados por outros impactos ambientais. Neste caso estão, por exemplo, certas espécies de medusas e de ouriços que podem se tornar uma ameaça para banhistas, surfistas, pescadores e mergulhadores. Por extensão, se isso ocorre em regiões litorâneas que dependem fortemente do turismo, os visitantes podem ser afugentados, prejudicando a economia local.
