Prófaðu að setja krítarmola ofan í væga sýru, t.d. edik. Það líður ekki á löngu þar til krítin leysist upp. Ekki ósvipaðar aðstæður gætu komið upp í heimshöfunum og bitnað á lífverum sem byggja upp beinagrindur eða skeljar úr kalki, ef ekki tekst að draga hratt úr losun koltvísýrings út í andrúmsloftið. Höfin drekka í sig a.m.k. fjórðung losunarinnar á ári hverju og þá myndast kolsýra sem veldur því að sýrustig í höfunum eykst.

Frá upphafi iðnvæðingarinnar hefur sýrustigið í yfirborði hafsins, þar sem flestar sjávarlífverur er að finna, hækkað um 30%. Mælingar síðustu 25 árin sýna að sýrustigið hækkar með auknum hraða í takti við aukna þéttni koltvísýrings í gufuhvolfinu. Nú eykst losunin um 3% á ári og ef ekki tekst að snúa þessari þróun við þannig að þéttnin taki að minnka ámóta mikið fyrir árið 2020, verður yfirborð sjávar orðið svo súrt eftir fáeina áratugi að kalkskeljar og aðrar kalkmyndanir taka að leysast upp.

150 sérfræðingar vara við

Það er einkum á kaldari hafsvæðum í grennd við heimskautin sem ógnin vofir yfir, enda drekkur kaldur sjór í sig meira af koltvísýringi en hlýr og súrnar því hraðar. En kóralrif í hitabeltinu og heittempruðu beltunum eru líka í hættu. Vísindamennirnir óttast að strax um 2050 verði uppbygging kóralla orðin svo hæg að hún hafi ekki lengur við eðlilegu niðurbroti.

Alvarlegasta hættan er sú að ójafnvægi skapist í fæðukeðjunni. Smávaxnir sniglar, svonefndir vængsniglar, eru afar viðkvæmir fyrir súrnun sjávar. Á köldum hafsvæðum eru þessir sniglar mikilvæg undirstaða fæðu fyrir ljósátu, fiska, sjófugla og sjávarspendýra.

Þróunin er svo alvarleg að 150 leiðandi sjávarlíffræðingar frá 26 löndum, sendu frá sér sérstaka aðvörun í Mónakó-yfirlýsingunni í janúar 2009. Þar hvetja þeir stjórnmálamenn allra landa til að taka súrnun hafanna ekki síður alvarlega en aðrar afleiðingar hinnar hnattrænu hlýnunar.

„Súrnun hafanna gengur svo hratt og er jafnframt svo víðtæk að óhjákvæmilegt virðist að það muni bitna á mörgum sjávarlífverum. Spurningin er bara hversu alvarlegur skaðinn verður og hve hratt þetta gerist,“ segir talsmaður hópsins, James Orr hjá Sjávarumhverfisstofnun IAEA í Mónakó.

Í hafinu kringum Suðurskautslandið er eyðileggingin kannski þegar hafin. Mælingar sýna að kalkskeljar á litlum sjávarsniglum og fóraminiferum, sem eru dýrasvif, hafa glatað um þriðjungi af massa sínum á síðustu áratugum. Sniglarnir og svifið mynda neðsta hlekk fæðukeðjunnar í sjónum.

„Það er enn ósannað að súrnunin eigi sök á þynningu kalkskelja, en það verður að teljast sennilegt,“ segir James Orr.

Aðrar rannsóknir benda til að kalkupplausnin sé einnig hafin í kóralrifjum í hitabeltinu og heittempruðu beltunum. Kóraldýrin hefja æviferilinn sem mjúkar lirfur og búa í sambýli við þörunga sem vinna kalk úr sjónum, sem kórallarnir nota aftur til að byggja utan um sig kalkgrind. Til að geta vaxið, verða kóraldýrin að byggja kalkgrindina hraðar en hún eyðist af völdum eðlilegrar veðrunar í sjónum. Glenn De‘ath og félagar hans hjá Sjávarvísindastofnun Ástralíu hafa mælt hina árlegu vaxtarhringi á stóru kóröllunum sem mynda hið gríðarstóra kóralrif „Great Barrier Reef“. Þessir kórallar geta vaxið öldum saman, en sýni hafa verið tekin síðan árið 1900. Þessar rannsóknir sýna að vaxtarhraði kórallanna jókst um 5,4% á árabilinu 1900-1970, en minnkaði um 14,2% á árunum 1990-2005.

Þessi veiking kórallanna stafar ekki einvörðungu af súrnun sjávar, því hlýnun sjávar sem leitt hefur af hlýnun loftslags, á einhvern hlut að máli. En til samans gæti þetta tvennt kannski gert út af við kóralrifin fyrir lok þessarar aldar. Og gerist það verða miklar hamfarir. Kóralrifin samsvara nefnilega að vissu leyti regnskógum þurrlendisins. Hér lifa alls um 9 milljónir tegunda, meðal annars þúsundir fisk- og skelfisktegunda.

Tilraunir gefa vísbendingar

Nú er þróun sýrustigs í höfunum mæld frá skipum, flotbaujum og gervihnöttum og æ fleiri vísindamenn eru farnir að rannsaka líffræðileg áhrif hærra sýrustigs. Þetta er unnt að gera í rannsóknastofum, þar sem koltvísýringi er veitt í vatn með ákveðnum og sérvöldum sjávarlífverum. Tilraunir er einnig hægt að gera í sjónum sjálfum, með því að einangra lítil svæði, þannig að unnt sé að gera þar tilraunir með viðbrögð lífvera við súrnun vatnsins. En hvor aðferðin sem notuð verður, er erfitt að gera langtímaspár til margra ára eða áratuga.

Vísindamenn geta þó skyggnst inn í framtíðina með því að rannsaka hafsvæði þar sem koltvísýringur er óvenju mikill. Í flóanum utan við Napólí á Ítalíu eru uppsprettur frá hraunkvikusvæði undir hafsbotninum og þar streymir upp koltvísýringur sem veldur því að sjórinn er súr á þessu svæði. Í allnokkurri fjarlægð er pH-gildi sjávar 8,1 sem telst eðlilegt en þetta gildi lækkar eftir því sem nær dregur uppsprettunum. Teymi vísindamanna undir forystu Mariu-Christinu Buia hjá Bentos-vistfræðistofnuninni í Napólí hefur rannsakað vistkerfi í mismunandi fjarlægð frá uppsprettunum. Niðurstöðurnar sýna að þar sem pH-gildið er á bilinu 7,8-7,9 þrífast 30% færri tegundir.

Þegar komið er mjög nálægt uppstreyminu er pH-gildið komið niður í 7,4-7,5 og hér þrífast engir þörungar með kalkgrindum. Þess í stað eru hér aðrir þörungar, þar á meðal nokkrar skaðlegar tegundir sem geta breiðst út meðfram ströndinni ef yfirborðssjórinn súrnar mikið. Þegar komið er alveg að uppsprettunum er þar ekki að finna neinar lirfur sæsnigla og skeljar fullorðinna snigla eru mjög þunnar og götóttar.

Þeirri spurningu er að vísu ekki fullsvarað, hvort sjávarlífverur sem mynda skeljar eða stoðgrindur úr kalki, gætu aðlagast súrari aðstæðum. Plöntusvif á borð við kalksvipuþörunga, neðst í fæðukeðjunni, munu þó án efa eiga erfitt uppdráttar. Tilraunir hafa sýnt að þessar lífverur ná ekki að aðlagast súrum sjó, jafnvel ekki eftir 150 kynslóðir.

Nýlega gerði bandaríski jarðefnafræðingurinn Justin Ries, við Norður Karólínu-háskóla, tilraunir á 18 dýrategundum úr mikilvægustu hópum kalkmyndandi sjávardýra. Tilraunirnar stóðu í hálft ár og á þeim tíma þurftu dýrin að búa við misjafna koltvísýringsþéttni, í samræmi við þá súrnun sjávar sem gert er ráð fyrir á næstu 10 árum. Flestar tegundir mynduðu æ þynnri skeljar eftir því sem sjórinn varð súrari. Þetta gilti t.d. um strandsnigla, ostrur og ígulker. Ein kræklingstegund sýndi engar breytingar, en hitt kom verulega á óvart að nokkur krabbadýr, rækjutegund, humartegund og blákrabbi, mynduðu þykkari skeljar eftir því sem sjórinn súrnaði.

Fiskar og kolkrabbar

Alveg nýjar rannsóknir sýna að súrnun sjávar getur bitnað beint á fiskum og kolkröbbum. Dæmi um þetta er Humbolts-kolkrabbinn sem getur orðið um 2 metra langur og meira en 50 kíló. Þessi stóri kolkrabbi er rándýr og hátt uppi í fæðukeðjunni í Austur-Kyrrahafi. Hann veiðir fiska og þarf til þess mikið súrefni, bæði vegna þess að sundlag hans er orkufrekt og öndunin er fremur óhaganleg. Yfir nóttina fer kolkrabbinn upp að yfirborðinu þar sem hægir á efnaskiptum hans og hann safnar kröftum fyrir veiðar næsta dags.

Rosa Rui og Brad Seibel, hjá Rhode Island-háskóla í Bandaríkjunum, settu Humbolt-kolkrabba í sjó þar sem pH-gildið var 7,8 sem samsvarar því sýrustigi sem vænst er í yfirborði sjávar um næstu aldamót. Í svo súru vatni er meira af koltvísýringi í hlutfalli við súrefni en nú er. Mælingar sýndu að þetta hægði á efnaskiptum kolkrabbans yfir daginn um 31%, en hreyfigeta hans minnkaði hins vegar um 45%. Þessar niðurstöður benda til að súrnun sjávar muni sljóvga kolkrabbana, draga úr veiðigetu þeirra og gera þá sjálfa að auðveldari bráð fyrir háfa, sverðfiska og hvali.

Í Ástralíu hefur Philip Munday, hjá James Cook-háskóla í Queensland, rannsakað hvernig lirfur trúðfiska bregðast við aukinni þéttni koltvísýrings, samsvarandi því magni koltvísýrings sem gert er ráð fyrir í gufuhvolfinu um næstu aldamót, takist ekki að koma í veg fyrir sívaxandi losun. Lirfur trúðfiska nota lyktarskynið til að finna sér öruggan stað á kóralrifinu til að vaxa upp, og halda sig fjarri kjötætuplöntum. En í súrum sjó fundu lirfurnar ekki lyktina af þessum plöntum og þær forðuðust heldur ekki lyktina af foreldrum sínum, eins og slíkar lirfur gera yfirleitt, en það getur leitt til skyldleikaræktunar.

Mörg þúsund ár

Þær ógnvekjandi afleiðingar sem koltvísýringslosunin reynist nú hafa á heimshöfin opnar alveg nýja vídd í umræðunni um loftslagsáhrifin. Lengi vel voru menn því fegnastir að höfinu skyldu þó gleypa í sig heilan fjórðapart af þeim koltvísýringi sem berst út í gufuhvolfið. En nú verða menn að beina sjónum að þeirri staðreynd að súrnun heimshafanna mun að líkindum hafa áhrif mun lengur en gróðurhúsaáhrif á þurrlendinu. Til dæmis getur það tekið mörg þúsund ár fyrir ný kóralrif að vaxa.

Það er eiginlega bara um eitt að velja. Við þurfum að draga úr losun koltvísýrings eins hratt og framast er unnt.