Modelujeme okyselování oceánů

Během posledních 250 let způsobila lidská činnost, především spalování fosilních paliv, zvýšení koncentrace atmosférického CO₂ o 50 % oproti předindustriálním hodnotám. Oceán je schopen pohltit přibližně čtvrtinu člověkem vypouštěného CO₂, což zmírňuje jeho účinky v atmosféře [1]. Přísun uhlíku do oceánu však zároveň mění chemické vlastnosti mořské vody – zejména snižuje její pH a množství uhlíku v oceánu v podobě uhličitanu (CO²⁻
₃). Tento proces, známý jako okyselování oceánů, má důležité důsledky, protože uhličitan je klíčovým stavebním prvkem schránek mnoha mořských organismů, od některých druhů fytoplanktonu až po měkkýše a korýše [2]. Pokud koncentrace uhličitanu klesne pod určitý termodynamický práh, mohou se schránky těchto organismů začít rozpouštět, což může vést k degradaci mořských ekosystémů nebo velkým změnám v jejich uspořádání.

Tereza Jarníková, Ph.D.,

(*1990) získala doktorát v oboru oceánografie na University of British Columbia (Kanada), kde se její výzkum zaměřoval na acidifikaci oceánu. Nyní působí na University of East Anglia v Norwichi, kde studuje roli oceánu v globálním uhlíkovém cyklu.

Změny mohou být rozsáhlé a mohou ohrozit i lidské komunity závislé na moři. Proto se oceánografové snaží zjistit, kolik uhlíku oceán absorbuje, kde a jak rychle. K těmto studiím využívají jak matematické modely oceánské cirkulace, tak přímá měření obsahu uhlíku v moři. Porozumět tomuto systému je ale složité, protože schopnost oceánu přijímat uhlík závisí na mnoha faktorech, včetně rychlosti větru, teploty vody (teplejší voda rozpouští méně oxidu uhličitého), množství fytoplanktonu (který absorbuje CO₂ podobně jako rostliny na souši) a rovnováhy uhlíku v oceánu. Staré vody, tedy vody, které byly dlouhou dobu mimo kontakt s atmosférou, obvykle už akumulovaly více uhlíku a mají nižší kapacitu pro další absorpci. Když se tyto vody dostanou znovu na hladinu, mohou kvůli svému přirozeně vysokému obsahu uhlíku vytvářet lokální oblasti se silným okyselováním oceánu, což má dopady na místní ekosystémy.

Jedna z takových oblastí se nachází na západním pobřeží Severní Ameriky, kde místní proudy tyto staré vody, ve kterých už je větší množství uhlíku, vynášejí k hladině. Měření z Kalifornského proudu ukázalo, že vody, které dosahují pobřežních ekosystémů, již byly lidskou činností významně okyseleny [3]. Jiná studie, využívající lokální model cirkulace pobřežních vod severozápadního Pacifiku, ukázala, že většina těchto pobřežních vod už překročila termodynamický práh okyselování, při němž se schránky organismů začínají rozpouštět [4]. Zároveň přímá měření z podobných pobřežních systémů naznačují, že tento jev se může vyskytovat po celém tichomořském pobřeží [4]. Důsledky antropogenních klimatických změn tak již výrazně ovlivňují světové oceány.

[1] Friedlingstein P. et al.: ESSD, 2025, DOI: 10.5194/essd-17-965-2025

[2] Kroeker et al.: Ecology Letters, 2010, DOI: 10.1111/j.1461-0248.2010.01518.x

[3] Feely R. A. et al.: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1155676

[4] Jarníková T. et al.: Global Biogeochemical Cycles, 2022, DOI: 10.1029/2021GB007024