Home

Het klimaat op je bord

Categorie(ën): Klimaat, Ecologie, Voedsel voor de mensheid

Houd je van mosselen of andere schelpdieren?
Geniet er maar van, want mogelijk zijn ze over enkele decennia niet meer te krijgen.
Is het einde van de mossel in zicht?

Uit onderzoek is de laatste jaren duidelijk geworden dat hogere CO2 concentraties in de atmosfeer tot een hogere zuurgraad van de oceanen kunnen leiden. In een zuurdere oceaan krijgen schelpdieren het moeilijk om hun uit kalk bestaande schelp op te bouwen. Bij de in de komende eeuw verwachte stijging van de CO2 concentraties zouden de oceanen al zo zuur kunnen worden dat schelpdieren er niet meer kunnen leven: hun schelpen lossen gewoon op. Het definitieve antwoord ligt in de toekomst, maar een blik in het verleden geeft waardevolle aanwijzingen over waar het naar toe kan gaan.

Iedereen weet het zo langzamerhand: omdat we met z’n allen de aardse voorraad fossiele brandstoffen opstoken, brengen we veel méér koolstofdioxide (CO2) in de lucht dan ecologisch gezien wenselijk is.
In de discussie over CO2 hoor je vooral veel over de mogelijke gevolgen voor het klimaat op aarde. Maar er is veel méér aan de hand.

Een tot nu toe onderbelicht effect is dat van het verzuren van de zee. Met elementaire chemie valt te voorspellen dat méér CO2 in de lucht betekent dat er méér CO2 door de oceanen wordt opgenomen. Het effect is dan dat het zeewater zuurder wordt en dit betekent dat schelpdieren zouden kunnen oplossen.

KALK EN KOOLZUUR
Schelpen van schelpdieren bestaan grotendeels uit kalk, dat de chemische formule CaCO3(s) heeft. Onder invloed van zuur, dat gekenmerkt wordt door het afstaan van protonen (H+) kan kalk inderdaad in water oplossen volgens de formule:

CaCO3(s) + H+(aq) Ca2+(aq) + HCO3-(aq)
Ook klopt het dat het oplossen van CO2 in water zorgt dat het zuurder wordt. Daarom smaakt Spa Rood, waarin opgelost CO2 voor de bubbels zorgt, een beetje zurig. De formule voor het oplossen van CO2 in water is:

CaCO3(s) + H+(aq) Ca2+(aq) +H CO3-(aq)
Het hangt een beetje af van hoe een schelpdier kalk aanmaakt, maar chemisch gezien is het plausibel: een (veel) zuurdere oceaan kan ervoor zorgen dat de schelpen van schelpdieren oplossen.

Experimenten
Wetenschappers onderzochten de zeeverzuring en het oplossen van schelpen niet uitsluitend van chemische formules uitgegaan. Ze probeerden ook de veranderingen in de atmosfeer en de zee na te bootsen.
Daarbij zagen ze dat een verhoging van de CO2 concentraties in de nagebootste atmosfeer er toe leidt dat de nagebootste zee zuurder wordt. De schelpdieren die ze in hun experimenten als testdieren gebruikten, kregen het moeilijk hun schelpen te bouwen en op peil te houden.

Het ligt niet voor de hand dat de oceaan echt ‘zuur’ zal worden in de dagelijkse betekenis van dat woord. De huidige zuurgraad van de oceaan ligt rond de 8,2 en het water is daarmee licht basisch. Zuiver water is neutraal en heeft een pH van 7. Pas bij nog lagere waarden spreek je van een werkelijk zuur milieu, omdat dan de ‘zure’ H+ ionen in een grotere concentratie aanwezig zijn dan de ‘basische’ OH- ionen.

Dat neemt niet weg dat een kleine verlaging van de pH ook in een basisch milieu zoals de oceanen al grote effecten kan hebben. Omdat de pH schaal logaritmisch is staat een verlaging van de pH met 0,3 al voor een verdubbeling van de hoeveelheid zure componenten.

Het verleden als sleutel voor de toekomst
Het lastige van experimenten is dat ze altijd veel simpeler zijn dan de werkelijkheid. Zelfs met de grootste laboratoria en de meest krachtige computermodellen valt de aarde nooit helemaal natuurgetrouw na te bootsen.
Het liefst zou je gewoon een kijkje in de toekomst willen nemen om te zien of er inderdaad sprake is van verhoogde CO2 concentraties die tot verzuring van de oceanen leiden, en vervolgens tot het oplossen van de schelpen van schelpdieren. Je zou een tijdreis moeten kunnen maken naar de toekomst, maar voorlopig hebben we nog lang geen tijdmachine om in de toekomst te kunnen kijken.

Toch is het idee van tijdreizen niet zo gek – maar dan in omgekeerde richting. We kunnen immers wel naar het verleden kijken. Geologische overblijfselen bieden zicht op situaties die zich in het verleden aarde hebben voorgedaan. Zo kunnen we kijken wat er precies gebeurde in periodes waarin het klimaat en de CO2 concentraties in de atmosfeer anders waren dan nu.

Een periode die we als vergelijkingmateriaal kunnen gebruiken staat bekend als het Paleoceen – Eoceen-temperatuur-maximum. Dat was ongeveer 55,5 miljoen jaar geleden en de periode duurde zo’n 200.000 jaar.
In die periode vond een abrupte en sterke stijging van de temperatuur op aarde plaats, net zoals wetenschappers nu verwachten. Zo steeg de temperatuur van het water aan het oppervlak van de zee in de poolstreken met zo’n 5°C.
De oorzaak voor de drastische opwarming van het klimaat van toen is misschien het vrijkomen van enorme hoeveelheden methaangas uit de zeebodem. Methaangas is zelf al een broeikasgas, dat in de atmosfeer ook nog eens snel wordt omgezet tot CO2. Het vrijkomen van het methaan kan heel goed tot een stijging van het CO2 gehalte van de atmosfeer hebben geleid. Het grootste deel daarvan zal vervolgens in de zee zijn opgelost en deze dus zuurder hebben gemaakt.

In de diepzee leefden in die tijd namelijk eencellige diertjes met een kalkskelet, ook wel foraminifera genoemd. Uit de gevonden fossielen blijkt dat tijdens het Paleoceen – Eoceen temperatuur maximum 30 – 40% van de foraminifera-soorten plotseling zijn uitgestorven. Het is heel goed mogelijk dat dit samenhangt met verzuring van de oceanen.

Foraminiferen leven nog steeds in grote aantallen in de oceanen. Door hun grote verspreiding en hun snelle evolutie kunnen ze ons veel leren over de veranderingen in de oceanen.

En hoe zit dat met het Krijt?
Behalve het Paleoceen – Eoceen temperatuur maximum is het geologische tijdperk het Krijt (144 tot 66,4 miljoen jaar geleden) óók een periode waarin het warm was ( 15 – 20 graden warmer dan nu). Maar toen waren er juist veel schelpdieren. denk maar

aan de Limburgse mergel en de ‘white cliffs of Dover’ die in die tijd ontstonden.
In het krijt was er veel CO2 in de lucht maar de zee was basisich. Het verschil is dat in de periode rond 55 miljoen jaaer geleden het CO2gehalte plotseling sterk steeg, en in het Krijt miljoenen jaren hoog was.
Daarom lijkt dat paleoceen-Eoceen-tijdperk erg op onze tijd.

Rotsen uit het Paleoceen-Eoceen:
Gesteentelagen afgezet in verschillende perioden in en rond het Paleoceen-Eoceen temperatuur maximum, gefotografeerd bij Wadi Nukhl, Sinai. foto: Universiteit Bremen Het Limburgse Krijt (men noemt het ook wel mergel)

Mossels krijgen het moeilijk
Terug naar mosselen. Alles wijst erop dat de huidige oceanen kunnen gaan verzuren als er sprake is van een snelle stijging van de CO2 concentraties in de atmosfeer.. De mossel zal het dus waarschijnlijk moeilijk gaan krijgen. En de mosselvissers dus ook.

Vragen:

  1. Waar komt die extra CO2 in de atmosfeer vooral vandaan?
  2. Welk effect heeft meer CO2 in de lucht op het klimaat/
  3. Door de extra CO2 wordt het hier op aarde warmer, maar in de stratosfeer juist kouder. Leg dat uit.
  4. Er zijn onderzoekers die de oceaan willen ‘bemesten’, zodat er meer algen groeien, zodat er meer CO2 kan worden opgenomen. Waarom is dit geen reeel plan?
  5. Schelpen bestaan uit kalk. Niet alleen schelpdieren hebben kalk nodig, vooral in hun skelet. zullen vissen ook last krijgen van een zuurdere zee, denk je? leg uit waarom wel of waarom niet.
  6. De titel van deze tekst “KLIMAAT OP JE BORD” suggereert dat klimaatsverandering de oorzaak is van het achteruitgaan van de mosselen. Klopt dat? Leg uit
  7. Wat is dan wel het verband tussen de klimaatsverandering en de achteruitgang van schelpdieren
  8. Misschien lust je wel helemaal geen mosselen, waarom is het toch raadzaam om je CO2-produktie te beperken?

De volledige versie van dit artikel vind je als ‘nieuws’ onder de titel Klimaatverandering en verzuring van de zee.

Bron: Kennislink