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Gás carbônico e acidez dos mares


          
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          A intensificação do efeito estufa é um vilão conhecido por todos, o qual fomenta o aquecimento global e engatilha preocupantes mudanças climáticas. Mas um dos efeitos negativos associados a esse processo é pouco notado pela população humana, porque atinge um ecossistema do qual não partilhamos o habitat, mesmo que dependamos diretamente e indiretamente dele: a crescente acidez dos oceanos consequente do aumento de concentração de gás carbônico na atmosfera.

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            Todo meio aquático depende de um preciso controle do seu pH (acidez) para sustentar, de forma saudável, a vida ali presente. Mas o que o aquecimento global tem a ver com isso? A resposta reside no aumento do gás carbônico na atmosfera, um dos principais agentes responsáveis pelo efeito estufa. Cerca de 50% do gás carbônico liberado na atmosfera pela atividade humana é absorvido pela região mais superficial dos oceanos (cerca de 10% da camada marinha superior).  Quando o gás carbônico (CO2) entra em contato com a água, ele reage fracamente com a mesma para formar ácido carbônico (H2CO3, principal gás dos refrigerantes, os quais são formados pelo mesmo processo). Quanto mais gás carbônico na atmosfera, mais deste gás é empurrado para os oceanos, diminuindo o pH (mais ácido) e perturbando todo o equilíbrio ecológico já estabelecido em uma determinada faixa de acidez. E o ácido carbônico, ao contrário do gás carbônico, é bem mas difícil de ser retirado das águas após dissolvido.

          O principal dano causado pelo aumento da acidez recai sobre todos os seres que utilizam o calcário como substrato estrutural, como artrópodes de conchas, corais e vários tipos de plânctons, por diminuir a biodisponibilidade de importantes íons de carbonato e minerais relacionados. Normalmente, o pH alcalino dos oceanos (atualmente em torno de 8,2) sustenta uma saturação de íons carbonatos (CO32-), estes os quais são absorvidos e assimilados por diversos organismos marinhos para a produção das suas conchas e outras estruturas de sustentação (como o esqueleto calcário dos corais). Quando existe um aumento de gás carbônico, aumenta-se o ácido carbônico dissolvido e a quantidade de íons H+ liberados pelo mesmo. Esses íons (responsáveis pela diminuição do pH) reagem com as formas livres de carbonato, gerando um íon hidrogenocarbonato. Com isso, menos carbonato fica livre para ser aproveitado pelos seres marinhos, podendo gerar grandes danos nesses últimos. Danos nesses animais afetam toda uma gigantesca cadeia alimentar e nichos ecológicos. Os corais, atualmente, já sofrem visíveis prejuízos desse processo de crescente acidificação marinha.


          Além disso, o calcário (carbonato de cálcio), por exemplo, reage com o ácido carbônico dando  origem ao sal solúvel bicarbonato de cálcio, o qual acaba saindo da estrutura do coral ou das conchas e indo para a água do mar. Quando estes seres sofrem um enfraquecimento em sua estrutura de calcário, eles ficam mais frágeis e perdem muitas das suas funções ecológicas. Nos sistemas de água doce, como os rios, os danos também são parecidos. E uma maior acidez das águas pode também causar prejuízos metabólicos em diversos outros animais. A absorção de oxigênio pelas guelras de peixes, por exemplo, tem sua eficiência diminuída em um ambiente com menor pH. Comunidades microbianas, importantes no ecossistema marinho, também podem ter suas funções metabólicas negativamente afetadas pela mudança de pH. Até mesmo o fitoplâncton parece ser afetado, onde estudos recentes já mostraram que a assimilação de ferro por esses organismos - chave para a fotossíntese - decresce com a maior acidez das águas. E os fitoplânctons são os pulmões do mundo e base para quase toda a vida marinha.

A estrutura dos corais e conchas acaba sendo enfraquecida com o aumento de ácido carbônico nos oceanos
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            Infelizmente, muitas pessoas focam apenas nas questão climática quanto o tema é o excesso de CO2 sendo emitido pelas atividades humanas, e esquecem-se de outras sérias consequências ambientais atreladas ao processo de aquecimento global. Estimativas colocam que se as emissões de gás carbônico continuarem as mesmas, no final do século a acidez na superfície dos oceanos terá um aumento entre 150 e 320% do valor de hoje! Desde 1750, o pH da superfície dos oceanos caiu 0,1, uma mudança de 30% na acidez. Diminuir as emissões desse gás é muito mais do que 'apenas' uma briga com o termômetro global.


OBSERVAÇÃO: Mesmo com o aumento de acidez dos oceanos, isso não significa que as águas marinhas, no futuro, irão ficar realmente ácidas (pH menor do que 7). Existe um limite de absorção e armazenamento de gás carbônico atmosférico pelos mares, ou seja, uma saturação máxima. Além disso, com o aumento da temperatura global resultante do aumento de concentração dos gases estufa na atmosfera também é diminuída a eficiência de dissolução do gás carbônico nas águas.


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ATUALIZAÇÃO ( 26/06/16):  O Atum (Thunnus albacares), espécie de peixe já ameaçada pela excessiva pesca, irá sofrer ainda mais ameaças caso a acidez dos mares suba, mesmo se for por valores mínimos, de acordo com um novo estudo científico recentemente publicado. Ao variar o pH da água em tanques contendo este peixe, em uma progressiva acidificação com gás carbônico (pH 8.1, 7.6, 7.3 e 6.9), os pesquisadores observaram que as larvas foram também tendo maiores danos nos seus órgãos internos, dificultando bastante o seu desenvolvimento. O aumento dos níveis de emissão de gás carbônico na atmosfera poderá trazer um trágico destino para esse animal, o qual habita os mares do Pacífico,  consequências devastadoras para o ecossistema marinho e pesados danos no comércio de pescados ao redor do mundo.  

Publicação do estudo: ScienceDirect

ATUALIZAÇÃO (15/03/17): E um estudo publicado na Nature Climate Change mostrou que a acidificação dos oceanos está se espalhando rápido na região do Ártico. Segundo os pesquisadores, entre a década de 1990 e 2010, as águas mais ácidas se expandiram para o Norte em cerca de 300 milhas náuticas, do Alasca para um pouco abaixo do Polo Norte. Além disso, a profundidade alcançada pela maior acidificação nessas áreas foi de 100 pra 250 metros.

ATUALIZAÇÃO (23/10/17): Segundo um novo estudo (Ref,12), a contínua acidez dos oceanos pode levar ao dobro do atual índice de mortalidade dos filhotes de bacalhau (Gadus morhua), um peixe mais do que importante comercialmente. Pela primeira vez, pesquisadores conseguiram quantificar os índices de mortalidade desses peixes no oeste do Mar Báltico e no Mar de Barrentos sob condições mais ácidas projetadas para o final deste século caso as atuais emissões de dióxido de carbono não sejam reduzidas.

ATUALIZAÇÃO (23/02/18): Um estudo publicado na Science (Ref.13) mostrou que a crescente acidez nos mares está trazendo danos maiores do que o imaginado para os recifes de corais . Após analisarem vários recifes ao redor do mundo, os pesquisadores encontraram que a taxa na qual seus sedimentos estavam se dissolvendo  é altamente sensitiva à acidez da água, com um dos locais analisados apresentando corais que estão se dissolvendo mais rápido do que sendo reconstruídos. Segundo a conclusão do estudo, se a acidez continuar aumentando no atual ritmo, a maioria dos recifes de coral estão se dissolvendo gradualmente e sem chance de recuperação até o final do século.

ATUALIZAÇÃO (27/07/18): Um estudo publicado na Scientific Report (Ref.14) mostrou que três séculos de desenvolvimento industrial trouxe grandes impactos negativos para o ecossistema marinho devido ao aumento de acidez das águas gerado pela crescente emissão de dióxido de carbono. No estudo eles apontaram que apenas algumas poucas espécies conseguem suportar bem o estresse gerado pela menor acidez das águas na zona de transição subtropical-temperada, enquanto a biodiversidade no geral nessa região mostrou uma substancial diminuição onde os níveis de dióxido de carbono dissolvidos eram altos.


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. https://www.pmel.noaa.gov/co2/story/What+is+Ocean+Acidification%3F 
  2. https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators-ocean-acidity 
  3. http://www.gbrmpa.gov.au/managing-the-reef/threats-to-the-reef/climate-change/how-climate-change-can-affect-the-reef/ocean-acidification
  4. https://coastal.er.usgs.gov/ocean-acidification/
  5. https://www.neefusa.org/nature/water/ocean-acidification
  6. http://www.antarctica.gov.au/about-antarctica/environment/climate-change/ocean-acidification-and-the-southern-ocean
  7. https://www.ucar.edu/communications/Final_acidification.pdf
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2854744/
  9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2854744/
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23122878
  11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24307670
  12. https://www.geomar.de/en/news/article/ocean-acidification-threatens-cod-recruitment-in-the-atlantic/
  13. http://science.sciencemag.org/content/359/6378/908
  14. https://www.nature.com/articles/s41598-018-29251-7