Forsuring truer ikke livet i havet

Av Morten Jødal, marinbiolog

Den globale oppvarmingens onde tvilling heter havforsuring, og bekymrede stemmer hevder at den truer livet i havet. Dyr og planter i verdenshavene er imidlertid ikke kjemi. De er biologi. Mortens ingress stopper her, redaksjonen har tillatt seg å tilføye: Dette innlegget ble sensurert refusert på forskning.no med begrunnelsen at teksten var «for vanskelig selv for professorer i statsvitenskap.»  Vi vet alle at den egentlige grunnen til refusjonen utelukkende har å gjøre med det faktum at Morten Jødal her på vegne av svært mange biologer har begått den kjetterske handling å avlive myten om den menneskeskapte havforsuring, et av de mer eksotiske elementene i den større myten om det CO2-drevne drivhusdogmet, til daglig omtalt som klimakrisen.

Morten_JødalDet er en nesten vedtatt sannhet at havets pH har sunket fra 8,2 til 8,1, fra starten av den industrielle revolusjon, til i dag. På en logaritmisk skala innebærer dette en ikke ubetydelig endring mot et litt mindre basisk hav. For havet er nemlig ikke surt, og vil heller aldri bli det. Ekstrapolert mot år 2100, og linket til globale CO2-utslipp, tenker bekymrede forskere og miljøvernere at pH-verdien vil synke ytterligere noen tideler. Og de beskriver et hav hvor store deler av dyre- og plantelivet forsvinner.

I 1750 var det imidlertid ingen som målte pH – altså ”surheten” i havet. Begrepet ble ikke funnet opp før i 1909, og et pH-meter så dagens lys først i 1924. Vi har derfor ingen måledata 265 år tilbake i tid. Proxy-data, altså andre indikatorer på pH i havet, er blant annet hentet fra boron-isotopsammensetning hos koraller i Stillehavet, og de indikerer ingen endringer av havets pH gjennom 300 år på dette stedeti. pH-verdiene i havet varierer dessuten temmelig mye, både gjennom døgnet, gjennom året, med temperatur og lokalitet. En gjennomsnittlig global marin pH-verdi er derfor temmelig meningsløs, og en påstand om en 265-årig ”forsuring” er mildt sagt meget tvilsom.

Enorm bufferkapasitet
I motsetning til ferskvann har saltvann en enorm evne til å motstå endringer i syre-base-balansen. Havets pH er enormt stabil. Den er knyttet til de saltene som er løst i sjøvann, i form av blant annet klor-, natrium-, sulfat,- magnesium-, kalium- og kalsiumioner. Til sammen utgjør de omtrent 3,5 prosent av havets masse. Så vidt man vet har saltinnholdet i havet vært stabilt i hundrevis av millioner år, kanskje flere milliarder. Det er disse saltene som utgjør sjøvannets bufferkapasitet. Tilførsel av dem kommer både fra land, fra undersjøiske vulkaner, og sjøvann som pumpes opp fra havbunnen. I tillegg er Revelle-faktorenii viktig for havets pH. Den sier at ved en dobling av CO2-innholdet i atmosfæren, vil oppløst CO2 i havet kun øke med 10 prosent. Et viktig forhold er også at sjøvann holder på mindre CO2 når det varmes opp. I havet vil derfor en eventuell global oppvarming føre til at deler av den ekstra tilførte karbondioksidmengden gasses av. Det er i derfor lite trolig at havets pH vil endres i årtiene framover.

Dyr og planter kontrollerer sin indre kjemi
I 2009 hevdet Natural Resources Defence Council (NRDC) i USA at ”midt i dette århundret vil korallrevene slutte å vokse, og begynne å oppløses. Havforsuringen vil påvirke de kommersielle fiskeriene over hele kloden, og true matforsyningen for hundrevis av millioner mennesker, samt eksistensen til multi-milliard-industrier”iii.

Tilsvarende har vi hørt fra utallige andre aktører. De mener forsuringen vil stoppe kalkdannelsen hos dyre- og plantearter, slik som krepsdyr, skjell og coccolithophorer (kalkdannende planteplankton). Og det er riktig; kalksjelettet til en død hummer vil kunne løses opp i surere vann. Det er utsatt for havkjemi, og kjemien til kalsium og karbondioksid. Disse alarmistene tar imidlertid ikke hensyn til organismenes evne til å kontrollere kjemien i de indre organer, og de biokjemiske prosesser. Vi kaller det homeostase, og denne setter livsformene i stand til å opprettholde både kroppens kjemi og temperatur under skiftende ytre betingelser. Dersom organismenes biologi utelukkende var bestemt av de kjemiske omgivelsene, er det lite sannsynlig at det ville vært liv på kloden. Denne homeostasen gjøres på mange finurlige vis. De fleste fiskearter er osmoregulert, det vil si at de opprettholder en konstant indre saltbalanse, mens virvelløse dyr gjerne har samme saltbalanse som omgivelsene – men de vil like fullt kunne justere sammensetningen av saltene. Osmoreguleringen er et godt eksempel på hvordan dyrearter kan klare seg i ugjestmilde omgivelser. På samme måten kan både dyr og planter styre kalkdannelsen under skiftende pH-regimer. Den vanlige dammuslingen (Anodonta anatina) klarer i laboratoriet å overleve i 10 dager ved pH=3, uten å miste noe av skallet iv. Coccolithophorene utgjør rundt 50 prosent av kalsiumkarbonatproduksjonen i åpent havvann. I laboratoriestudier har man vist at arten Emiliania huxleyi økte massen betydelig med mer CO2 i vannet, og gjennom de siste 220 årene har det vært en 40 prosent økning av gjennomsnittlig coccolith-masse i havetv. Mer CO2 fører altså ikke bare til høyere planteproduksjon på land, men også i havet. Det gjelder ikke minst de kalkdannende artene. Det er meget gode nyheter for havenes primærproduksjon, og fiskeriene som følger lenger opp i næringskjeden.

De fysiologiske mekanismene som styrer kalkdanning for å bygge et ytre skjelett hos marine virvelløse dyr, ble antakeligvis utviklet i begynnelsen av Kambrium, for rundt 540 millioner år siden. Sentralt var utviklingen av slim, skilt ut fra overflatecellervi. Dette slimet har kalkdannende arter også i dag, og det er ganske identisk hos mange virvelløse marine dyr. Det har en rekke funksjoner, men sørger også for at omgivelsenes kjemi kan isoleres fra kalkdanningsprosessen. Kalkdannende arter har meget sofistikerte strukturer og prosesser som kontrollerer oppbyggingen av skjelettet.

Når pH i havvann reduseres, blir det mer bikarbonationer (HCO3), og mindre karbonat (CO3). Heri ligger bekymringen for et kollaps hos det marine dyre- og planteliv. Det er imidlertid fullt mulig at kalkdannende arter er i stand til å omdanne HCO3 til CO3.

Livsformene tilpasser seg
Mange tenker seg at dyr og planter trenger tusener eller millioner av år, for å tilpasse seg endringer i omgivelsene. Det er ikke tilfelle, og gjelder arter med både kort og lang generasjonssyklus. Virvelløse dyr som lager et ytre skjelett av kalsiumkarbonat kan tilpasse seg gjennom to viktige faktorer. For det første reproduserer de årlig, kanskje oftere. Avkommets miljøtilpasning testes derfor kontinuerlig. For det andre får disse artene enormt mange avkom; fra tusener til mange millioner. Det øker sjansene for genetiske modifiseringer.

I tillegg er det slik at en bestemt genotype, altså individets arveanlegg, ikke er den eneste faktoren som sørger for tilpasning til miljøet. De samme artene kan leve i svært forskjellige omgivelser, med variasjoner i pH, oksygenmetning, temperatur og saltholdighet. To ulike fysiologiske mekanismer muliggjør raske tilpasninger til miljøet, som ikke innebærer en endring av genotypen gjennom evolusjon. Den første kalles fenotypisk plastisitet. Det innebærer at en spesifikk genotype kan uttrykkes ulikt, avhengig av miljøfaktorene. Et menneske har evnen til å akklimatisere seg til ulike temperaturer og høyde over havet, ikke gjennom endringer av genotypen, utelukkende gjennom fysiologiske forandringer. Skiskytteren Ole Einar Bjørndalen har i mange år bodd deler av året i høyden, for å få flere røde blodlegemer. Slik blir han tilpasset konkurranser i Alpene. Den andre mekanismen kalles transgenerasjonsplastisitet. Foreldre har altså evnen til å videreføre tilpasninger til avkommetvii. Et forsøk utført på den store fiskearten Menidia menidia viser hvordan dette fungerer. Foreldre og avkom ble eksponert for atmosfærekonsentrasjoner av CO2 på henholdsvis 400 (normalt), 1200 og 2300 ppm. Tidlig på året (april) reduserte de høye CO2-nivåene overlevelsen med 54 prosent i 2012, og 33 prosent i 2013. Veksten ble også redusert. Yngel fra hunner hvor eggene ble gytt senere på våren ble imidlertid mer og mer CO2-tolerante, og midt i mai var overlevelsen hos yngelen like høy på alle CO2-nivåerviii. Det viser at fisk i kystfarvann kan tilpasse seg høye CO2-nivåer på meget kort tid, og indikerer samtidig at de små endringene som finner sted i dag, neppe har noen som helst betydning.

For statisk forståelse av naturen
Miljø- og klimadebatten gir en nærmest uendelig rekke av eksempler på naturens og kulturens sammenbrudd basert på litt høyere CO2-nivåer i atmosfæren. Nitidige studier av kalkdanningsprosesser hos krepsdyr, muslinger, koraller eller kalkdannende alger viser at disse katastrofescenariene ikke har rot i virkeligheten. De er basert på en alt for statisk oppfatning og forståelse av naturen. Vi vet at svært mange kalkdannende marine dyr og planter har overlevd og klart seg fint i perioder med langt høyere CO2-innhold i atmosfæren, enn hva vi har i dag. Alle arter er i stand til å tilpasse seg skiftende miljøbetingelser. Gjennom lengre tid sørger evolusjonen for tilpasninger. Gjennom kort tid sørger fenotypisk- og transgenerasjonsplastisitet for overlevelse og trivsel. Og alle marine arter har evnen til selv å styre sin indre kjemi, innen et vidt spekter av kjemiske miljøfaktorer.

Endringer på opp mot 0,3 pH-enheter i havet viser en netto positiv effekt på kalkdannelse, metabolisme, vekst og fertilitet hos kalkdannende marine arter. En slik kjemisk endring ligger langt utenfor hva vi kan forvente gjennom dette århundret.

Kildemateriale:

i C.E. Pelejero, et al: Preindistrial to Modern Interdecadal Variability in Coral Reef pH, Science 309 (2005): 2204-2207

ii Roger Revelle var direktør ved Scripps Institute of Oceanography

iii Natural Resources Defence Council, ”Ocean Acidification: The Other CO2 Problem”. August 2009.

iv T.P. Mäkelä og A.O.J. Oikari: The effects of Low Water pH on the Ionic Balance in Fresh Water Mussel Anodonta anatina L. Ann. Zool. Fenici 29 (December 1992): 169-175

v M.D. Iglesias-Rodriguez et al: Phytoplankton Calcification in a High-CO2 World. Science 320, no 5847 (2008)

vi F. Marin et al: Skeletal matrices, muci, and the origin of invertebrate calcification. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 93, no 4 (1996): 1554-1559

vii Eva Jablonka and Gal Raz: Transgenerational Epigenic Inheritance: Prevalence, Mechanisms, and Implications for the Study of Heredity and Evolution. Quaterly Review of Biology 84, no 2 (2009): 131-176

viii Christoffer S. Murry et al: Offspring sensitivity to ocean acidification changes seasonally in an coastal marine fish. Marine Ecology Progress Series 504 (2014): 1-11

 

3 thoughts on “Forsuring truer ikke livet i havet

  1. Jeg må bare takke for et grundig og godt innlegg. Jeg synes at dette var lettfattelig og greit. At dette skulle være «for vanskelig selv for professorer i statsvitenskap.» er meg en gåte. Kanskje dette sier noe mer om intelligensnivået for professorer i statsvitenskap enn folk flest. (Litt flåste bemerkning, men det er på sin plass)

Legg inn en kommentar