Acidificazione marina
Nel sistema aria-acqua l’incremento di CANT (livelli di pCO2 di origine antropogenica) in atmosfera e la sua solubilizzazione in acqua impatta direttamente il livello di pressione parziale della CO2 (pCO2) modificando la composizione chimica dell’acqua di mare.
L’impatto è destinato a crescere a causa dell’aumento ulteriore della temperatura superficiale del mare previsto nei prossimi anni.
L’incremento della CO2 disciolta nell’acqua di mare causa una minore disponibilità degli ioni carbonato, utilizzati da molteplici organismi marini per formare il carbonato di calcio (CaCO3) di cui è composto il loro scheletro o conchiglia, portando ad una variazione della struttura della biosfera marina.
Esperimento in laboratorio: una conchiglia di Pteropode in acque con acidità crescente si dissolve in 45 giorni. Fonte: Courtsey of David Littschawger/National Geographic Society.
Il cambiamento climatico globale impatta l’ambiente marino determinando l’aumento della concentrazione degli ioni idrogeno che, a sua volta, provoca una riduzione del pH marino. L’aumento delle temperature superficiali dell’acqua di mare amplifica il processo. L’incremento degli H+ provoca la variazione degli stati di saturazione dei carbonati (Ω) marini causando un effetto negativo sull’habitat dei coralli profondi (Cold-Water Corals, CWC). L’alterazione dei processi biogeochimici, assieme all’aumento della temperatura, diminuisce, a sua volta, la capacità degli oceani di assorbire CO2 antropogenico.
Le elaborazioni effettuate evidenziano il trend di variazione dell’indicatore (pHTOT.) globale annuo, i valori medi annuali e i valori orari per il Mediterraneo.
Scopo dell’indicatore è valutare l’alterazione delle caratteristiche e dei processi biogeochimici al fine di evidenziare i bacini mediterranei maggiormente interessati dalle variazioni di pH superficiale sia in ambito costiero sia in mare aperto.
Fig. 2 – Carta di controllo dei livelli di pH total calcolati per ciascun sottobacino del Mediterraneo (MSFD). I valori osservati di pH total sono sull’asse x, i valori calcolati con il metodo di Johnson sull’asse y. Gli istogrammi dei valori di pH sono all’esterno del diagramma.
Fig. 3 – Decomposizione della serie storica delle registrazioni del pHTot misurate dalla sonda dal 03.12.2014 al 14.11.2015. Pannello superiore: registrazioni del pH totale osservato; Inferiore: andamento dei valori pHTot; più in basso: residui.
Fig. 4 – Valori medi di pHTOT superficiale per gli anni 2022-2023 e 2024.
Espandi tabella 1
| Tab. 1. Indici di posizione (media e quartili) e variabilità (deviazione standard e Deviazione Assoluta dalla Mediana) calcolati sul pH in corrispondenza dei vari anni di rilevazione (2006-2012) (MSFD). | |||||
| Anni | n | Media | Mediana Secondo Q | DS | M.A.D. |
| 2006 | 3377 | 8.208 | 8.21 | 0.1495 | 0.8599 |
| 2007 | 769 | 8.173 | 8.115 | 0.1825 | 0.0252 |
| 2008 | 708 | 8.221 | 8.172 | 0.2129 | 0.1038 |
| 2009 | 831 | 8.245 | 8.19 | 0.2124 | 0.1631 |
| 2010 | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. | n.d. |
| 2011 | 86056 | 8.331 | 8.3 | 0.2057 | 0.1426 |
| 2012 | 12242 | 8.466 | 8.5 | 0.2081 | 0.1426 |
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| Tab. 2. Indici di posizione e variabilità calcolati sul pH per ciascun sottobacino. | |||||
| Stazione | n | Media | Mediana 2nd Q | DS | M.A.D. |
| Mar Ligure | 9520 | 8.271 | 8.3 | 0.1266 | 0.1426 |
| Mediterraneo Occidentale | 20041 | 8.215 | 8.2 | 0.1637 | 0.1483 |
| Mar Tirreno | 11580 | 8.335 | 8.3 | 0.1547 | 0.1483 |
| Mediterraneo Centrale | 9980 | 8.285 | 8.3 | 0.103 | 0.1483 |
| Mar Ionio | 20363 | 8.344 | 8.4 | 0.2058 | 0.1483 |
| Mar Adriatico meridionale | 10632 | 8.428 | 8.4 | 0.225 | 0.1483 |
| Mar Adriatico centrale | 782 | 8.3 | 8.23 | 0.2699 | 0.2224 |
| Mar Adriatico settentrionale | 20798 | 8.477 | 8.5 | 0.2452 | 0.1483 |
I valori medi del pH nei mari italiani (MSFD) risultano aumentati nel corso del periodo considerato (2006-2012) passando da 8,21±0,15 a 8,46±0,21 (Tab. 1).
Gli indici di posizione e variabilità (Tab. 2) mostrano come sia a maggiore rischio acidificazione il Mediterraneo Occidentale (pH 8.2), confermando l’ipotesi di Touratier e Goyet (2011).
La carta di controllo dei livelli di pH calcolate per ciascun sottobacino (Fig. 2) mostra come sia a maggiore rischio di acidificazione il Mediterraneo Occidentale (pH 8.2), confermando l’ipotesi di Touratier e Goyet (2011).
Le misure di pH collezionate dalla stazione di monitoraggio in continuo (Fig. 3) posta tra il Mar Tirreno ed il Mediterraneo occidentale tra il 2014 ed il 2015 mostrano un valore medio di 8.07 al di sotto del valore medio di pH calcolato per entrambi i sottobacini. I valori registrati mostrano come il pH sia caratterizzato da ampie fluttuazioni nictemerali e da una significativa variabilità stagionale tipica delle zone costiere poiché influenzato dagli habitat marino-costieri e dagli eventi metereologici.
I dati annuali CMEMS (Fig. 4) confermano il trend di maggior rischio di acidificazione del Mar Mediterraneo Occidentale nel 2023 e nel 2024 con valori minimi di 7.97.
Contatti:
- Marta Manca Zeichen – ISPRA – marta.mancazeichen@isprambiente.it
- Maria Grazia Finoia – ISPRA – mariagrazia.finoia@isprambiente.it
Il pH è uno dei parametri utilizzati per monitorare l’acidificazione marina e stimarne il trend.
I dati elaborati per la MSFD ( Marine Strategy Framework Directive) non sono tali da stabilire una risposta certa, confermano però che le acque del Mediterraneo orientale sembrano meno colpite dal fenomeno rispetto a quelle del Mediterraneo occidentale. Le osservazioni di pH collezionate dalla stazione di monitoraggio in continuo ISPRA “Sergio Silenzi” nell’Area Marina Protetta di Capo Carbonara (CA), attrezzata con sonde che garantiscono un’estrema accuratezza e precisione, mostrano valori più bassi di pH di quelli del bacino di riferimento.
I dati Copernicus confermano i risultati della MSFD.
- Fonte e accessibilità dei dati di base: I dati MSFD e delle sonde sono di proprietà ISPRA e sono stati pubblicati in parte. I dati Copernicus (CMEMS – https://marine.copernicus.eu/). Prodotto di riferimento: MEDSEA_MULTIYEAR_BGC_006_008
- Unità di misura: Il pH viene calcolato come logaritmo di un rapporto, pertanto non ha unità di misura, è un numero adimensionale e varia da 0 a 14. Il pH marino varia da 7.5 a 8.5.
- Copertura spaziale: Nazionale e regionale
- Copertura temporale: Le variazioni sono state calcolate su un arco temporale di 7 anni. 2006-2012 (Valutazione Iniziale, MSFD), 2014-2015 (Stazione di Monitoraggio in situ). Dati Copernicus (CMEMS Copernicus (CMEMS– https://marine.copernicus.eu/) 2022-2024 Mediterranean Sea Biogeochemistry Analysis and Forecast System prodotti mediante il modello MedBFM4. estrapolato su griglia a 1/24°, risoluzione spaziale di ca. 4 km,
I valori del pH superficiale (z < 25 m) (MSFD) sono stati analizzati per ciascuno degli 8 sottobacini per identificare la distribuzione statistica e assegnare le distribuzioni di frequenza appropriate. Ogni distribuzione del campione è stata analizzata e definita da una funzione di probabilità di densità (Metodo di Johnson).
La stazione di monitoraggio continuo in situ (z= 33m) ha registrato per 171 giorni (dicembre 2014 –maggio 2015). I dati biogeochimici sono stati analizzati con il metodo di decomposizione delle serie storiche.
La pressione parziale della CO2 nell’atmosfera è cresciuta del 40% (da 267 a 384 ppm) dall’inizio della rivoluzione industriale ad oggi. L’oceano in questo periodo ha assorbito circa 525 miliardi di tonnellate di CANT si stima negli ultimi 30 anni con un trend di 0.06 ± 0.09 PgC yr-2 (per anno). Si calcola che, dal 1980, gli oceani abbiano assorbito circa il 20-30% della CO2 antropogenica prodotta che ha causato il processo di acidificazione marina (OA).
A partire dalla rivoluzione industriale si è verificato un aumento del 30% dell’OA con una diminuzione del pH medio globale dell’acqua marina superficiale di -0.0016 ± 0.0006 yr-1 (per anno) dal 1985 al 2020. La scala del pH è logaritmica: una minima diminuzione del pH corrisponde ad un grande aumento dell’acidità. Si prevede che l’OA raddoppierà o triplicherà entro il 2100 mettendo a repentaglio la capacità degli ecosistemi marini di adattarsi all’alterazione della biochimica degli oceani impattando la biodiversità ed i servizi ecosistemici.