Sistem Karbonat Laut dan Pengasaman Laut

Reaksi antara karbon dioksida terlarut, bikarbonat, dan ion karbonat membentuk mekanisme kimia yang menyangga pH laut, menyimpan sebagian besar karbon anorganiknya, dan kini terganggu keseimbangannya oleh peningkatan karbon dioksida atmosfer.

Definition

Sistem karbonat laut adalah serangkaian kesetimbangan kimia yang saling terkait yang menghubungkan karbon dioksida, asam karbonat, bikarbonat, dan ion karbonat dalam air laut; pengasaman laut adalah penurunan pH air laut dan saturasi karbonat yang sedang berlangsung yang disebabkan oleh penyerapan karbon dioksida antropogenik oleh laut.

Scope

Topik ini mencakup kesetimbangan sistem karbonat air laut, parameter terukur pH, alkalinitas total, karbon anorganik terlarut, dan tekanan parsial karbon dioksida; kapasitas penyangga air laut; keadaan saturasi mineral kalsium karbonat; serta penyebab dan konsekuensi biologis pengasaman laut.

Core questions

• Bagaimana kesetimbangan karbonat mendistribusikan karbon anorganik di antara spesies kimianya?
• Apa yang diukur oleh pH, alkalinitas, karbon anorganik terlarut, dan tekanan parsial karbon dioksida masing-masing?
• Bagaimana sistem karbonat menyangga air laut terhadap perubahan pH?
• Mengapa peningkatan karbon dioksida menurunkan pH air laut dan keadaan saturasi kalsium karbonat?

Key theories

Kesetimbangan karbonat dan penyangga

Karbon dioksida terlarut bereaksi membentuk asam karbonat yang berdisosiasi menjadi bikarbonat dan karbonat, sebuah sistem yang menahan perubahan pH dan membagi karbon di antara spesies sesuai dengan pH dan suhu.

Pengasaman dan saturasi kalsium karbonat

Penambahan karbon dioksida meningkatkan konsentrasi ion hidrogen dan bikarbonat sementara menurunkan ion karbonat, mengurangi keadaan saturasi aragonit dan kalsit serta menekan organisme pengkalsifikasi.

Mechanisms

Ketika karbon dioksida larut dalam air laut, ia membentuk asam karbonat, yang berdisosiasi dan melepaskan ion hidrogen; ini bereaksi dengan ion karbonat membentuk bikarbonat, menurunkan pH dan mengurangi ion karbonat yang dibutuhkan karang, moluska, dan banyak plankton untuk membangun cangkang dan kerangka kalsium karbonat.

Clinical relevance

Pengasaman laut mengancam terumbu karang, kerang-kerangan, dan pteropoda di dasar jaring makanan laut, dengan konsekuensi bagi perikanan dan ekonomi pesisir; sistem karbonat juga mengatur berapa banyak karbon dioksida yang dapat diserap laut, yang penting bagi anggaran karbon global.

History

Revelle dan Suess menunjukkan pada tahun 1957 bahwa kimia air laut membatasi seberapa cepat laut dapat menyerap karbon dioksida dari bahan bakar fosil. Sejak tahun 1990-an, pengukuran berkelanjutan mendokumentasikan penurunan pH laut terbuka, dan istilah pengasaman laut mulai digunakan secara luas pada tahun 2000-an seiring dengan semakin jelasnya risiko biologisnya.

Key figures

• Roger Revelle
• Richard Feely
• Scott Doney

Seminal works

• zeebeWolfGladrow2001
• doney2009

Frequently asked questions

Apa itu alkalinitas total?

Alkalinitas total adalah ukuran kapasitas air laut untuk menetralkan asam, didominasi oleh ion bikarbonat dan karbonat; bersama dengan parameter karbonat lainnya, ini memungkinkan ahli kimia menghitung sistem karbonat lengkap.

Mengapa pengasaman laut membahayakan organisme pembangun cangkang?

Pengasaman mengurangi konsentrasi ion karbonat dan menurunkan keadaan saturasi kalsium karbonat, sehingga lebih sulit dan lebih mahal secara energetik bagi karang, moluska, dan beberapa plankton untuk membangun dan memelihara cangkang mereka.