Sistema de Carbonato Marino y Acidificación del Océano
Las reacciones entre el dióxido de carbono disuelto, el bicarbonato y los iones de carbonato forman la maquinaria química que amortigua el pH del océano, almacena la mayor parte de su carbono inorgánico y ahora está siendo desequilibrada por el aumento del dióxido de carbono atmosférico.
Definition
El sistema de carbonato marino es el conjunto acoplado de equilibrios químicos que vinculan el dióxido de carbono, el ácido carbónico, el bicarbonato y los iones de carbonato en el agua de mar; la acidificación del océano es la disminución continua del pH del agua de mar y la saturación de carbonato causada por la absorción oceánica de dióxido de carbono antropogénico.
Scope
Este tema cubre los equilibrios del sistema de carbonato del agua de mar, los parámetros medibles de pH, alcalinidad total, carbono inorgánico disuelto y la presión parcial de dióxido de carbono; la capacidad amortiguadora del agua de mar; el estado de saturación de los minerales de carbonato de calcio; y las causas y consecuencias biológicas de la acidificación del océano.
Core questions
- ¿Cómo distribuyen los equilibrios de carbonato el carbono inorgánico entre sus especies químicas?
- ¿Qué miden el pH, la alcalinidad, el carbono inorgánico disuelto y la presión parcial de dióxido de carbono?
- ¿Cómo amortigua el sistema de carbonato el agua de mar contra los cambios de pH?
- ¿Por qué el aumento del dióxido de carbono disminuye el pH del agua de mar y el estado de saturación del carbonato de calcio?
Key theories
- Equilibrios de carbonato y amortiguación
- El dióxido de carbono disuelto reacciona para formar ácido carbónico que se disocia en bicarbonato y carbonato, un sistema que resiste los cambios de pH y distribuye el carbono entre las especies según el pH y la temperatura.
- Acidificación y saturación de carbonato de calcio
- El dióxido de carbono añadido aumenta las concentraciones de iones de hidrógeno y bicarbonato mientras disminuye el ion carbonato, reduciendo el estado de saturación de aragonita y calcita y estresando a los organismos calcificadores.
Mechanisms
Cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua de mar, forma ácido carbónico, que se disocia y libera iones de hidrógeno; estos reaccionan con los iones de carbonato para formar bicarbonato, disminuyendo el pH y agotando los iones de carbonato de los que dependen los corales, moluscos y muchos plancton para construir conchas y esqueletos de carbonato de calcio.
Clinical relevance
La acidificación del océano amenaza los arrecifes de coral, los mariscos y los pterópodos en la base de las redes alimentarias marinas, con consecuencias para la pesca y las economías costeras; el sistema de carbonato también rige la cantidad de dióxido de carbono que el océano puede absorber, lo cual es central para el presupuesto global de carbono.
History
Revelle y Suess demostraron en 1957 que la química del agua de mar limita la rapidez con la que el océano puede absorber el dióxido de carbono de los combustibles fósiles. A partir de la década de 1990, mediciones sostenidas documentaron la caída del pH en mar abierto, y el término acidificación del océano se generalizó en la década de 2000 a medida que sus riesgos biológicos se hicieron evidentes.
Key figures
- Roger Revelle
- Richard Feely
- Scott Doney
Related topics
Seminal works
- zeebeWolfGladrow2001
- doney2009
Frequently asked questions
- ¿Qué es la alcalinidad total?
- La alcalinidad total es una medida de la capacidad del agua de mar para neutralizar el ácido, dominada por los iones de bicarbonato y carbonato; junto con otro parámetro de carbonato, permite a los químicos calcular el sistema de carbonato completo.
- ¿Por qué la acidificación del océano daña a los organismos que construyen conchas?
- La acidificación reduce la concentración de iones de carbonato y disminuye el estado de saturación del carbonato de calcio, lo que dificulta y hace más costoso energéticamente para los corales, moluscos y algunos plancton construir y mantener sus conchas.