احترار المحيطات وتحمضها – ابيضاض المرجان وذوبان الأصداف
الجغرافياالمياه والمحيطات15–16 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلارفع تركيز CO₂ في الغلاف الجوي واحترار سطح البحر، ولاحظ استجابة المحيط: يذوب CO₂ مكوّنًا H₂CO₃ الذي يطلق H⁺، فتنخفض قيمة pH (نحو 8.2 قبل العصر الصناعي ونحو 8.05 اليوم)، وتقل أيونات الكربونات وحالة تشبع الأراغونيت Ω، فيصعب بناء أصداف CaCO₃ وهياكله بل قد تذوب. والماء الأدفأ يسبب ابيضاض المرجان مع تراكم أسابيع التسخين الحراري (DHW)، ويتمدد فيرفع مستوى سطح البحر، ويدفع نطاقات انتشار الأنواع نحو القطبين. قارن بين البحار الاستوائية والمعتدلة والقطبية وبين سيناريوهات الانبعاثات حتى عام 2100، وسجّل النتائج في جدول.
الدرس: احترار المحيطات وتحمضها: اتزانات الكربونات، وقيمة pH، وتشبع الأراغونيت، وابيضاض المرجان، والتمدد الحراري لمياه البحر، وانتقال نطاقات انتشار الأنواع
ماذا تعرض
يذوب في المحيط نحو ربع ما نطلقه من CO₂. ويكوّن CO₂ الذائب حمض الكربونيك الذي يطلق أيونات الهيدروجين، وهذه تتحد مع أيونات الكربونات، فتنخفض قيمة pH وتقل الكربونات المتاحة لبناء الأصداف مع أن الكربون الكلي في الماء يزداد. وعندما تنخفض حالة تشبع الأراغونيت Ω دون 1 تذوب الأصداف غير المحمية. وفي الوقت نفسه يمتص المحيط معظم الحرارة الزائدة: فالماء الدافئ يتمدد ويرفع مستوى سطح البحر، وموجات الحر البحرية تتجاوز بالمرجان عتبة الابيضاض، وتنتقل الأنواع نحو القطبين لتبقى في مياه بدرجة الحرارة التي تفضلها.
طريقة الاستخدام
اسحب «CO₂ في الهواء» و«احترار سطح البحر» و«موجة حر صيفية»، أو اضغط زر سيناريو مثل «اليوم» أو «SSP5-8.5 (2100)». اختر «المنطقة البحرية» للمقارنة بين المياه الاستوائية والمعتدلة والقطبية، واستخدم «الرسم البياني» للتبديل بين pH وΩ، وأنواع الكربون، وأسابيع التسخين الحراري للشعاب، ونطاقات الأنواع، والتمدد الحراري. اضغط «تسجيل» لإضافة النتائج الحالية إلى الجدول والمقارنة بين التجارب.
المعاملات القابلة للتغيير
- تركيز CO₂ في الغلاف الجوي 280–1200 ppm
- احترار سطح البحر منذ ما قبل العصر الصناعي 0–5 °C
- المنطقة البحرية استوائية (شعاب مرجانية), معتدلة (غابة عشب البحر، مستعمرة بلح البحر), قطبية (حلزونات مجنحة، كريل)
- موجة حر بحرية صيفية (حرارة إضافية) 0–3 °C
- الرسم البياني pH وتشبع الأراغونيت مقابل CO₂, أنواع الكربون غير العضوي مقابل pH, حرارة الشعاب وأسابيع التسخين الحراري, نطاقات الأنواع حسب دائرة العرض, التمدد الحراري وارتفاع مستوى البحر
أسئلة للاستكشاف
- لماذا تقل أيونات الكربونات عند ذوبان CO₂، مع أن الكربون الكلي في مياه البحر يزداد؟
- عند أي مستوى من CO₂ تصبح المياه القطبية السطحية غير مشبعة بالأراغونيت، وماذا يحدث لأصداف الحلزونات المجنحة؟
- ما مقدار الاحترار الإضافي الذي يجعل الابيضاض الشديد للمرجان يحدث كل سنة تقريبًا؟