הצגת המקור של הדף "החמצת אוקיינוסים"

[[קובץ:Mean-seawater-ph.png|ממוזער|ממוצע חומציות מי האוקיינוס, על בסיס מדידות pH בתחנת אלוהה, אוניברסיטת הוואי]]
'''החמצת אוקיינוסים''' היא תהליך של עלייה ב[[PH|רמת החומציות]] של מי ה[[אוקיינוס]]ים עקב עליית ריכוז ה[[פחמן דו-חמצני|פחמן הדו-חמצני]] (פד"ח) ב[[אטמוספירה]]. התהליך התרחש כמה פעמים לאורך ההיסטוריה הגאולוגית של כדור הארץ, ועל פי מדידות התופעה חוזרת בשנים האחרונות.<ref name=":0">{{קישור כללי|כתובת=https://ocean.si.edu/ocean-life/invertebrates/ocean-acidification|כותרת=Ocean Acidification|אתר=Smithsonian Ocean|תאריך=2018|שפה=en|תאריך_וידוא=2025-02-17}}</ref> בתהליך, מגיב הפחמן הדו-חמצני שבאטמוספירה עם מי האוקיינוסים ויוצר [[יון|יוני]] [[מימן]], אשר סותרים את הרמה הבסיסית{{הבהרה}} הקיימת במי הים. כתוצאה מהתהליך הופכת סביבת מי הים לחומצית יותר.

כיום, כ-30% מהפחמן הדו-חמצני הנפלט לאטמוספירה כתוצאה משריפת פחם, נפט וגז, מתמוסס בסופו של דבר באוקיינוס{{הבהרה|האם רק תוצרי שריפה מתמוססים? פד"ח שנפלט ממכל גורם אחר אינו מתמוסס?}}. הדבר משפיע על [[מערכת אקולוגית|המערכות האקולוגיות]] באוקיינוס, כאשר מינים שונים מתקשים להסתגל ל[[תנאי סביבה|תנאי הסביבה]] המשתנים.<ref name=":0" /><ref name=":3" />

== רקע כימי ==
[[קובץ:Effect of Ocean Acidification on Calcification.png|ממוזער|השפעת החמצת האוקיינוס על הסתיידות]]
במי האוקיינוסים, קיימת באופן טבעי [[חומצה פחמתית]] (<chem>H2CO3</chem>), אשר מתפקדת במים כ[[בופר]] - תמיסה המתנגדת לשינויים ברמת החומציות, (pH) ובכך מגדילה את היציבות הכימית בסביבה הימית.<ref name=":1">{{קישור כללי|כתובת=https://www.whoi.edu/fileserver.do?id=165564&pt=2&p=150429|כותרת=20 facts about ocean acidification|אתר=Ocean Carbon and Biogeochemistry Project|תאריך=2013}}</ref> חומצה זו מתפרקת באחת משתי דרכים, כמתואר בתגובה הכימית הבאה:

<chem>HCO3- + H+ <-> H2CO3 <-> CO2 + H2O</chem>

לפי [[עקרון לה שטלייה|עיקרון לה-שטלייה]], אם לסביבה בה מתרחשת התגובה מתווסף פד"ח (<chem>CO2</chem>), ייווצרו [[מולקולה|מולקולות]] נוספות של חומצה פחמתית והתגובה כולה תנטה שמאלה. בצורה זו נוצרים יוני [[הידרוניום]] (הצורה המימית של יוני מימן <chem>H+</chem>). ככל שכמות הפד"ח המתווסף גדלה, כך גדלה גם כמות יוני ההידרוניום הנוצרים בתגובה.

אחת מההשלכות של העלייה ביונים אלו היא שהם נקשרים ל[[קרבונט]] ליצירת יון [[ביקרבונט]] (<chem>HCO3-</chem>), על חשבון ההיקשרות של הקרבונט ל[[סידן]]. בסביבה ימית משפיע שינוי זה על [[אורגניזם|אורגניזמים]] בוני [[קונכייה|קונכיות]], הזקוקים לקרבונט הקשור לסידן (<chem>CaCO3</chem> המכונה [[ארגוניט]]) לבניית קונכיותיהם.<ref name=":0" />

חומציות מי האוקיינוס נמדדת ב[[סולם pH]], סולם המודד את [[ריכוז (כימיה)|ריכוז]] יוני המימן (<chem>H+</chem>) ב[[תמיסה]]. ככל שיש יותר '''<chem>H+</chem>''', כך רמת ה-pH נמוכה יותר והתמיסה חומצית יותר. באופן זה, עליה ברמת הפד"ח מובילה לירידה ברמת ה-pH של מי האוקיינוס, כלומר לעלייה בחומציות של האוקיינוס. גם לאחר הירידה, מי האוקיינוס אינם חומציים באמת. בסולם pH, הרמה הנייטרלית היא 7 (לא בסיסי ולא חומצי); pH גדול מ-7 מעיד על תמיסה בסיסית יותר ו-pH קטן מ-7 מעיד על תמיסה חומצית יותר. זהו [[סולם לוגריתמי]], משמע כל שלב בו גדול מהקודם פי עשרה. רמת ה-pH של מי האוקיינוסים בעידננו הייתה ועודנה גבוהה מ-7, אבל יש משמעות לעצם השינוי ומגמת ההחמצה.<ref name=":0" /><ref name=":1" />

== תהליך ==
במאתיים השנים האחרונות, מאז [[המהפכה התעשייתית]], ייצור הפד"ח בידי האדם הלך וגבר. פד"ח נפלט לאוויר כתוצאה מתהליכים [[תעשייה|תעשייתיים]] שונים, כמו שריפת [[דלק מאובנים|דלקי מאובנים]], הפקת [[מלט]], ושינוי השימוש בקרקע (למשל [[בירוא יערות]]), ובהתאם גדל ריכוזו באטמוספירה. הרמה הממוצעת העולמית של פד"ח באטמוספירה עלתה מרמות טרום-תעשייתיות של כ-280 חלקיקי <chem>CO2</chem> על כל מיליון חלקיקים באוויר{{הבהרה|מה היה מקור הפד"ח טרם המהפכה התעשייתית?}}, ל-419 חלקיקים למיליון (נכון לשנת 2022). כ-30% מהפד"ח שבאטמוספירה מתמוסס במימי האוקיינוסים (כ-22 מיליון טון ביום, נכון לשנת 2018), שאלמלא כן, על פי ההערכות, היה ריכוזו באטמוספירה גדול בכ-80 חלקיקים למיליון משהוא בפועל.

ההערכות הן שריכוז חלקיקי הפד"ח באטמוספירה צפוי להגיע ל-500 עד 1,000 חלקיקים למיליון עד סוף [[המאה ה-21]].<ref name=":0" /><ref name=":3">{{צ-מאמר|מחבר=L.Q. Jiang, J. Dunne, B.R. Carter, et al|שם=Global Surface Ocean Acidification Indicators From 1750 to 2100|כתב עת=Journal of Advances in Modeling Earth Systems|כרך=15|שנת הוצאה=2023|עמ=e2022MS003563|doi=10.1029/2022MS003563|קישור=https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022MS003563}}</ref><ref>{{צ-מאמר|מחבר=G.E. Hofmann, J.P. Barry, P.J. Edmunds, et al|שם=The Effect of Ocean Acidification on Calcifying Organisms in Marine Ecosystems: An Organism-to-Ecosystem Perspective|כתב עת=Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics|כרך=41|שנת הוצאה=2010-12-01|עמ=127–147|doi=10.1146/annurev.ecolsys.110308.120227|קישור=https://www.researchgate.net/profile/Mary-Sewell-2/publication/228458002_The_Effect_of_Ocean_Acidification_on_Calcifying_Organisms_in_Marine_Ecosystems_An_Organism-to-Ecosystem_Perspective/links/0fcfd50ba7f7a89b9f000000/The-Effect-of-Ocean-Acidification-on-Calcifying-Organisms-in-Marine-Ecosystems-An-Organism-to-Ecosystem-Perspective.pdf}}</ref>

ככל שגדל ריכוז הפד"ח באטמוספירה, גדל ריכוזו במימי האוקיינוס. עלייה זו גורמת להחמצת אוקיינוסים.<ref name=":0" /> גם התחממות מי האוקיינוס מאיצה את התהליך בכ-15%.{{הבהרה|חייב להיות נתון של יחס בין עליית הטמפרטורה של מי האוקיינוס לתרומה לתהליך}}<ref name=":2">{{צ-מאמר|מחבר=Danling Ma, Luke Gregor, Nicolas Gruber|שם=Four Decades of Trends and Drivers of Global Surface Ocean Acidification|כתב עת=Global Biogeochemical Cycles|כרך=37|שנת הוצאה=2023|עמ=e2023GB007765|doi=10.1029/2023GB007765|קישור=https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GB007765}}</ref>

מאז אמצע [[המאה ה-18]] ירדה רמת ה-pH של מימי האוקיינוס מ-8.2 ל-8.1. הדבר שווה ערך לעלייה של כ-30% בחומציות{{הבהרה|מה המשמעות של עלית החומציות כשהיא מבוטאת באחוזים?}}. בקצב הנוכחי של תוספת הפד"ח, צפויה רמת ה-pH להמשיך ולרדת בעוד 0.3 עד 0.4 יחידות pH עד סוף המאה ה-21 ולהגיע ל-7.8 או 7.7 בסולם, שווה ערך לעלייה של 100% עד 150% בחומציות.<ref name=":0" /><ref name=":3" />

ישנם הבדלים אזוריים ברמות ההחמצה. שיעורי השינוי ברמת החומציות גבוהים יותר באזורי האוקיינוס הנמצאים ב[[קו רוחב|קווי רוחב]] גבוהים יותר.<ref name=":2" /> ב[[הים התיכון|ים התיכון]] קצב ההחמצה גבוה יותר, בשל מאפייניו הגאוגרפיים-אוקיינוגרפיים, ומאז המהפכה התעשייתית נרשמה בו ירידה של 0.14 יחידות pH (לעומת 0.1 בממוצע העולמי).<ref>{{צ-מאמר|מחבר=קרן מאור-לנדאו, פיורלה פרדה, סטפנו גופרדו, צבי דובינסקי, אורן לוי|שם=השפעות החמצת האוקיינוסים וההתחממות העולמית על אלמוג ים תיכוני|כתב עת=אקולוגיה וסביבה|כרך=5|שנת הוצאה=2014|קישור=https://magazine.isees.org.il/?p=15809}}</ref>

מעבר לרמת ה-pH עצמה, התהליך הכימי של החמצת האוקיינוס גורם לירידה ברמות ה[[ארגוניט]] במים. זהו [[מינרל]] קרבונטי העשוי [[סידן פחמתי]], ההכרחי לאורגניזמים ימיים כמו [[אלמוגים]] ובעלי קונכיות, ליצירת ה[[שלד]] או הקונכייה ותחזוקתם. כאשר ריכוז יוני הסידן והקרבונט במים יורד מתחת לרמה הדרושה ליצירת ארגוניט, הדבר מסכן את כל המערכת האקולוגית התלויה באורגניזמים אלו. הירידה החזקה ביותר ברוויית הארגוניט נמצאה ב[[האזור הטרופי|אזורים הטרופיים]], ובייחוד במזרח [[האוקיינוס השקט]].<ref name=":2" />

== השפעה אקולוגית ==
{{להשלים|כל הערך=|פסקה=הערך לא מפורט|פירוט ההשפעה על המינים השונים|נושא=מדעי הטבע}}
החמצת האוקיינוסים משפיעה על המערכת האקולוגית באוקיינוס, שכן האורגניזמים מותאמים לטווח pH מסוים. תהליכים [[ביוכימיה|ביוכימיים]] שונים רגישים לשינויים ברמת החומציות. אצל [[צורות חיים ימיות|בעלי החיים הימיים]], שינויים אלו משפיעים על התקשורת הכימית ועל תהליכי ה[[רבייה]] והגדילה. החמצת האוקיינוסים מובילה גם לשינויים בכימיקלים הזמינים לבעלי החיים לבניית גופם וקונכיותיהם.<ref name=":0" />

החמצת האוקיינוסים משפיעה על החיים הימיים גם ברמת המערכת האקולוגית בכללותה, למשל על ידי פגיעה בדינמיקות בין אוכלוסיות או פגיעה ב[[מין מפתח|מיני מפתח]] {{אנג|keystone species}} - מינים אשר השפעתם על המערכת האקולוגית גדולה במיוחד.<ref name=":2" />

במקרי קיצון, עשויים מינים מסוימים [[הכחדה|להיכחד]], כפי שאירע בעבר בתקופות של עליה מהירה ברמת החומציות של מי הים, למשל באירוע ה[[הכחדה המונית|הכחדה ההמונית]] בסוף ה[[טריאס]] {{אנ|Triassic–Jurassic extinction event}} לפני כ-201 מיליון שנים.<ref>{{צ-מאמר|מחבר=Sarah E. Greene, Rowan C. Martindale, Kathleen A. Ritterbush, David J. Bottjer, Frank A. Corsetti, William M. Berelson|שם=Recognising ocean acidification in deep time: An evaluation of the evidence for acidification across the Triassic-Jurassic boundary|כתב עת=Earth-Science Reviews|כרך=113|שנת הוצאה=2012-06-01|עמ=72–93|doi=10.1016/j.earscirev.2012.03.009|קישור=https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/34559432/Greene_et_al._2012-libre.pdf?1409218557=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DRecognising_ocean_acidification_in_deep.pdf&Expires=1740262727&Signature=VBuL7k~AcRMn0xmxT5-PbGsO83Oj9S~6KcILfPvvCqjDaMBeqsEEn0np5pi2u4JYNrag~H2muAVH50TCCUiBNYJlPxfC9bVulzT8ArEGPUyA0eMoDqZHuzSzYGym1hs2mhogQ9MoebjFOmInhNOSQYJ61NqgKZa5QAOK06Hg~3xknQcGcG7Pg1bTMqUkgNRd9La2tlMBiCSxsMPen3yGIjoZdFNyGMqaS4Iyn9CXgYKyGApsc3KU6GUCn8Ip-w0iF48dGdPQ-2oX2sSlQa97XlSW9tCF5u9qpe9lxmI-lqf-pyWwBn8gbyl3yh62i6Ywkknvl7JfDy7Jze3OU-Y-hw__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA}}</ref>

== ראו גם ==
* [[מחזור הפחמן]]

== קישורים חיצוניים ==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* {{בריטניקה}}
* {{יוטיוב|1=GvAinYKr69Y?si=j207mhEKi7c1wKbj|3=ד"ר גלעד אנטלר בכנס בית הספר לקיימות ושינויי אקלים, [[אוניברסיטת בן-גוריון בנגב]]|שם=החמצת האוקיינוסים - "התאום הרשע" של ההתחממות הגלובלית|ערוץ=קיימות ושינויי אקלים|תאריך=3 באוג׳ 2022|סוג=הרצאה}} {{עברית}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}

{{בקרת זהויות}}
[[קטגוריה:אוקיינוסים]]
[[קטגוריה:כימיה אנליטית]]
[[קטגוריה:פחמן]]
[[קטגוריה:שינוי אקלים]]