2013-­‐  2014  

ΜΙΧΑΛΗΣ  ΑΝΤΩΝΙΑΔΗΣ  

Τα  αποτελέσματα  της  αύξησης  της  θερμοκρασίας  του  νερού  

Το οξυγόνο που διαλύεται στο νερό είναι απαραίτητο σε ένα υδάτινο οικοσύστηµα. Τα ψάρια και άλλοι υδρόβιοι οργανισµοί το έχουν ανάγκη προκειµένου να επιβιώσουν. Οι απαιτήσεις σε οξυγόνο ποικίλουν ανάλογα µε το είδος και το στάδιο ζωής των οργανισµών. Έτσι, κάποιοι οργανισµοί έχουν προσαρµοστεί σε χαµηλότερες συγκεντρώσεις οξυγόνου ενώ άλλοι απαιτούν περισσότερο οξυγόνο για να επιβιώσουν.

Το   οξυγόνο   του   νερού   προέρχεται   από   την   ατμόσφαιρα   και   μέσα   από   τη   διαδικασία   της  φωτοσύνθεσης   υδρόβιων   φυτών.   Το   οξυγόνο   της   ατμόσφαιρας   διαλύεται,   αρχικά,   στην  επιφάνεια   μονάχα   του   νερού.   Με   τη   βοήθεια   του   ανέμου,   όμως,   και   των   θαλάσσιων  ρευμάτων,  το  οξυγόνο  μεταφέρεται  και  σε  πιο  χαμηλά  επίπεδα.  Η  ποσότητα  του  οξυγόνου  που  διαλύεται  στο  νερό  μπορεί  να  ποικίλει  και  εξαρτάται  από  τη  θερμοκρασία  του  νερού,  την  αλμυρότητα  και  τη  στάθμη  του.    

Η  μέγιστη  διαλυτότητα  του  οξυγόνου  στο  νερό,  με  συνθήκες  πίεσης  της  τάξης  των  1  atm,  μπορεί  να  πάρει   τιμές  από  15  mg/L  στους  0ºC  έως  8  mg/L  στους  30ºC.  Αυτό  σημαίνει  ότι  όσο  μεγαλύτερη  είναι  η  θερμοκρασία  του  νερού  τόσο  λιγότερο  οξυγόνο  διαλύεται  σε  αυτό.  Το  παραπάνω  ισχύει  γενικά  ως  απόρροια  του  νόμου  του  Henry  σχετικά  με  τη  διαλυτότητα  των  αερίων.  Συγκεκριμένα,  ο  Henry  διαπίστωσε  ότι,    σε  σταθερή  θερμοκρασία,  η  ποσότητα  ενός  αερίου  που  διαχέεται  σε  ένα  υγρό  είναι  σχεδόν  ανάλογη  ως  προς  τη  μερική  πίεση  του  αερίου.  Σύμφωνα  με  τον  παραπάνω  νόμο,  προκύπτει  ότι  η  διαλυτότητα  ενός  αερίου  είναι  αντιστρόφως   ανάλογη  ως   προς   την   θερμοκρασία,   ή   αλλιώς,   όσο   αυξάνει   η   θερμοκρασία  τόσο  μειώνεται  η  διαλυτότητα  ενός  αερίου  μέσα  σε  ένα  υγρό.    

Η   πιο   σημαντική   πηγή   θερμότητας   για   το   γλυκό   νερό   είναι,   κατά   βάση,   ο   ήλιος,   αν   και  υπάρχουν  κι  άλλες  σημαντικές  πηγές  θερμότητας,  όπως  τα  υπόγεια  ύδατα.  Η  θερμοκρασία  του   νερού   διαφέρει   από   μέρα   σε   νύχτα   ενώ   μπορούν   να   παρατηρηθούν   εποχιακές  διαφορές.  Την  άνοιξη,  για  παράδειγμα,  το  νερό  που  ταξιδεύει  μετά  το  λιώσιμο  των  πάγων  σχηματίζοντας   ποτάμια   μειώνει   τη   θερμοκρασία   του   νερού   των   θαλασσών.   Το   χειμώνα,  αντίθετα,  όταν  το  νερό  καλύπτεται  από  ένα  στρώμα  πάγου,  τα  επίπεδα  της  συγκέντρωσης  του   οξυγόνου   στο   νερό   είναι   σημαντικά   χαμηλότερα.   Συνήθως,   η   θερμοκρασία   της  επιφάνειας  του  νερού  κυμαίνεται  από  τους  0ºC  ως  τους  30ºC.  

 

Η  ΑΥΞΗΣΗ  ΤΗΣ  ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ  ΤΟΥ  ΝΕΡΟΥ  

Παρόλα  αυτά,  και  οι  ανθρώπινη  δραστηριότητα  μπορεί  να  επηρεάσει  τη  θερμοκρασία  του  νερού.  Η  διοχέτευση  του  νερού  ψύξης  που  χρησιμοποιούν  οι  βιομηχανίες  και  των  θερμών  βιομηχανικών   λυμάτων   στη   θάλασσα,   η   γεωργία   και   η   δασική   συγκομιδή   είναι   μερικές  μόνο  από   τις  ανθρώπινες  δραστηριότητες  που  επηρεάζουν   τα   χαρακτηριστικά   του  νερού.  Είναι  γεγονός  ότι   το  φαινόμενο  του  θερμοκηπίου,   τα  αποτελέσματα  του  οποίου  είναι  πιο  έντονα  στη  στεριά  παρά  στη  θάλασσα,  έχει  επηρεάσει  και  αυτό  τη  μέση  θερμοκρασία  του  νερού.  Ακόμα  και  η  ελάχιστη  αύξηση,  της  τάξης  των  0.1°C,  μπορεί  να  προκαλέσει  μεγάλες  αλλαγές   στα   θαλάσσια   οικοσυστήματα.   Ίσως   το   πιο   ευάλωτο   μέχρι   και   στις   ελάχιστες  

αλλαγές   οικοσύστημα   να   είναι   οι   κοραλλιογενείς   ύφαλοι,   οι   οποίοι   εν   τέλει  αποχρωματίζονται,   αποβάλλουν   δηλαδή   τα   συμβιωτικά   φύκη   τους.   Το   φαινόμενο   αυτό  επιβραδύνει   την   ανάπτυξη   των   κοραλλιών,   καθιστώντας   τα   ευάλωτα   σε   ασθένειες.   Το  αποτέλεσμα  μπορεί   να   είναι  μέχρι   και  ο  θάνατος   των   κοραλλιογενών  υφάλων  σε  μεγάλη  κλίμακα.  

Σύμφωνα   με   την   Εθνική   Υπηρεσία   Ωκεανών   και   Ατμόσφαιρας   (NOAA)   στην   Αμερική,   τα  αυξημένα   επίπεδα   διοξειδίου   του   άνθρακα   έχουν   προκαλέσει,   κατά   τη   διάρκεια   του  προηγούμενου  αιώνα,  αύξηση  της  θερμοκρασίας  της  επιφάνειας  των  θαλασσών  κατά  0.8  °C  περίπου.  Υπολογίζεται  ότι  το  2012  οι  εκπομπές  του  διοξειδίου  του  άνθρακα  σε  παγκόσμια  κλίμακα  άγγιξε  σχεδόν  τους  38  δισεκατομμύρια  τόνους.  

Οι  υψηλές  θερμοκρασίες  του  νερού  μειώνουν,  επίσης,  τα  επίπεδα  οξυγόνου  μέσα  σε  αυτό,  γεγονός  που  αναταράσσει  την  ισορροπία  των  θαλάσσιων  οικοσυστημάτων.  Τα  περισσότερα  ψάρια  μπορούν  εύκολα  να  επιβιώσουν  σε  νερά  με  συγκέντρωση  της  τάξης  των  5  mg/L  και  άνω.  Σε  χαμηλότερα  επίπεδα  συγκέντρωσης  οξυγόνου,  τα  ψάρια  θα  μετακινηθούν  σε  άλλες  περιοχές,  σε  μια  προσπάθεια  να  εντοπίσουν  νερό  με  περισσότερο  οξυγόνο.  Όσο  πέφτουν  τα   επίπεδα   της  συγκέντρωσης   του  οξυγόνου   τόσο  πιο  δύσκολο  θα   είναι   για   τα  ψάρια   να  αναπαραχθούν,   να   τραφούν   και,   γενικότερα,   να   επιβιώσουν.   Μελέτες   έδειξαν   ότι   υπό  τέτοιες   συνθήκες   τα   ψάρια   εμφανίζουν   ασυνήθιστες   συμπεριφορές.   Κάποιες   φορές,  ανέρχονται   στην   επιφάνεια   της   θάλασσας,   όπου   τα   επίπεδα   του   οξυγόνου   είναι   κάπως  υψηλότερα,   φέρνοντας   το   ρύγχος   τους   στο   υψηλότερο   επίπεδο   της   στάθμης   του   νερού.  Άλλη   μια   συμπεριφορά   που   παρατηρήθηκε   είναι   αυτή   της   αδράνειας.   Σε   μια   τέτοια  περίπτωση,  τα  ψάρια  επιλέγουν  να  κινούνται  και  να  τρέφονται  λιγότερο  ενώ  δεν  αντιδρούν  στη  θέα  κάποιας  απειλής,  προκειμένου  να  μειώσουν   τις  απαιτήσεις   του  οργανισμού  τους  σε  οξυγόνο.  

Άλλες   φορές,   παρατηρείται   έντονη   κίνηση   από   μέρους   των   ψαριών   σε   μια   προσπάθειά  τους  να  απομακρυνθούν  από  τη  ζώνη  του  κινδύνου.  Συχνά,  καταφεύγουν  στη  σε  ταχύτερο  ρυθμό  λειτουργία  των  βραγχίων  τους,  ακριβώς  όπως  οι  άνθρωποι  αναπνέουν  πιο  γρήγορα  όταν  δυσκολεύονται  να  αναπνεύσουν.  Στην  ακραία  περίπτωση,  όμως,  που  η  συγκέντρωση  του   οξυγόνου   θα   είναι   πολύ   μικρή   τα   μεγαλύτερα   κυρίως   ψάρια,   τα   οποία   έχουν  μεγαλύτερες  απαιτήσεις  σε  οξυγόνο,  τελικά  θα  πεθάνουν.  

Άλλοι  οργανισμοί  που  επηρεάζονται  από  τις  αλλαγές  στη  θερμοκρασία  είναι  και  οι  γαρίδες,  ένας   ιδιαίτερα  σημαντικός   κρίκος  στη  βάση   της   τροφικής  αλυσίδας.   Έρευνες   έχουν  δείξει  ότι   η   διαδικασία   αναπαραγωγής   της   γαρίδας   αναταράσσεται,   γεγονός   που   μπορεί   να  προκαλέσει  αλλαγές  στον  κύκλο  ζωής  των  οργανισμών  που  τρέφονται  με  γαρίδες,  όπως  οι  πιγκουίνοι  και  οι  φώκιες.  

Συνέπειες   από   την   αύξηση   της   θερμοκρασίας   του   νερού  υπάρχουν   και   για   τον   άνθρωπο.  Όταν  το  νερό  θερμαίνεται,  διαστέλλεται.  Αυτό  σημαίνει  ότι  η  αύξηση  της  θερμοκρασίας  των  θαλασσών  μπορεί  να  οδηγήσει  και  σε  άνοδο  της  στάθμης  τους.  Η  άνοδος  της  στάθμης  του  νερού   οδηγεί   στο   να   πλημμυρίσουν   πολλά   ενδιαιτήματα   ανθρώπων,   φυτών   και   ζώων  καθώς  και  στη  διάβρωση  της  ακτογραμμής.  

Αρκετοί   επιστήμονες   υποστηρίζουν,   επίσης,   ότι   τα   αποτελέσματα   της   αύξησης   της  θερμοκρασίας   των   υδάτων   γίνονται   ορατά   μέσα   από   την   εμφάνιση   μεγαλύτερης  συχνότητας   κι   έντασης   τροπικών   καταιγίδων.   Το   θερμότερο   νερό   στην   επιφάνεια   των  ωκεανών  εξατμίζεται  πιο  εύκολα,  οδηγώντας  στην  κλιμάκωση  των  καταιγίδων  από  μικρή  σε  μεγαλύτερη   ένταση.   Οι   καταιγίδες   αυτές   μπορούν   όχι   μόνο   να   βλάψουν   ανθρώπινες  περιουσίες   μα   και   θαλάσσια   οικοσυστήματα,   όπως   οι   κοραλλιογενείς   ύφαλοι.   Η   μεγάλη  συχνότητά   τους   θα   δίνει   λιγότερο   χρόνο   στο   οικοσύστημα   για   να   επανέλθει   σε   μία  ισορροπία  μετά  την  κάθε  καταιγίδα.  

Τα   νερά   που   γνωρίζουν   αύξηση   στη   θερμοκρασία   τους   μπορούν   να   μετατραπούν   σε   ένα  ιδανικό  περιβάλλον,  όπου  μπορούν  να  ευδοκιμήσουν  βακτήρια  που  άλλοτε  δεν  μπορούσαν  λόγω  των  συνθηκών  που  επικρατούσαν  στα  νερά  εκείνα.  Ένα  τέτοιο  φαινόμενο  μπορεί  να  οδηγήσει   στην   εξάπλωση  ασθενειών   και,   κατ’   επέκταση,   από   τη   μετανάστευση   μέχρι   και  την  εξαφάνιση  συγκεκριμένων  ειδών.    

 

Η  ΟΞΙΝΙΣΗ  ΤΩΝ  ΩΚΕΑΝΩΝ  

Λόγω   των   αερίων   του   θερμοκηπίου   παρατηρείται   ακόμη   και   οξίνιση   των   ωκεανών.   Οι  θάλασσες,   οι   λίμνες   και   τα   ποτάμια   απορροφούν   έως   και   το   40%   του   διοξειδίου   του  άνθρακα   που   ο   άνθρωπος   εκπέμπει   στην   ατμόσφαιρα.   Ένα   μέρος   αυτού   του   διοξειδίου  αντιδρά   με   το   νερό   και   δίνει   ιόντα   υδρογόνου,   τα   οποία   ρίχνουν   την   τιμή   του   pH   των  υδάτων,  καθιστώντας  τα  πιο  όξινα.    

CO2(aq)  +  H2O(l)  ⇌  H+(aq)  +  HCO3–(aq)  

Το   παραπάνω   συνιστά   μείζον   πρόβλημα   για   τα   θαλάσσια   οικοσυστήματα   σήμερα.   Τα  πλάσματα  που  διαθέτουν  σκελετό  από  ανθρακικό  ασβέστιο  επηρεάζονται  άμεσα,  καθώς  το  ανθρακικό   ασβέστιο   δε   σχηματίζεται   σε   συνθήκες   χαμηλού   pH.   Η   οξίνιση   των   ωκεανών  επιδρά,  με  άλλα  λόγια,  στα  πλάσματα  εκείνα  όπως  η  οστεοπόρωση  στον  άνθρωπο.  Όσο  πιο  όξινο  είναι  το  νερό  τόσο  πιο  δύσκολο  θα  είναι  για  τα  κοράλλια  ειδικά  να  αναπτύξουν  τους  σκελετούς   τους.   Αυτό   τα   καθιστά   πιο   ευάλωτα   σε   ασθένειες   κατά   τη   διάρκεια   της   ζωής  τους.   Υπάρχουν,   ακόμη,   ενδείξεις   ότι   λόγω   του   φαινομένου   της   οξίνισης   τα   κοράλλια  εμφανίζουν   δυσκολίες   ως   προς   την   αναπαραγωγή   τους.   Να   σημειωθεί,   επίσης,   ότι   τα  αυξημένα   επίπεδα   σε   διοξείδιο   του   άνθρακα   μειώνουν   τις   αντοχές   των   κοραλλιών   στις  υψηλές   θερμοκρασίες.   Έτσι,   εκείνα   είναι   πολύ   πιθανό   ότι   θα   εμφανίσουν   ενδείξεις  αποχρωματισμού   σε   χαμηλότερες   θερμοκρασίες   από   αυτές   στις   οποίες   θα   εμφάνιζαν  παλαιότερα.  

 Το  πιο  ανησυχητικό  γεγονός  είναι  ο  ρυθμός  με  τον  οποίο  πραγματοποιούνται  οι  εν  λόγω  αλλαγές.  Οι  επιστήμονες  δείχνουν  να  συμφωνούν  ότι  ακόμη  κι  αν  οι  εκπομπές  διοξειδίου  του  άνθρακα  μειώνονταν  εντελώς,  οι  θερμοκρασία  του  πλανήτη  θα  παρέμενε  αυξημένη  για  πολλές  δεκαετίες.

   

ΠΗΓΕΣ  

 

http://www.ramp-­‐alberta.org/river/water+sediment+quality/chemical/temperature+and+dissolved+oxygen.aspx  

http://www.palmbayflorida.org/publicworks/stormwater/documents/fish_kill.pdf

http://www.howfishbehave.ca/pdf/oxygen.pdf

http://professeur.umoncton.ca/umcm-reebs_stephan/files/umcm-reebs_stephan/wf/wf/pdf/FMA%20low%20oxygen.pdf

http://ocean.nationalgeographic.com/ocean/critical-issues-sea-temperature-rise/

http://www.tovima.gr/science/technology-­‐planet/article/?aid=533097  

 

http://www.pbs.org/newshour/bb/climate-­‐change-­‐jan-­‐june13-­‐pledge_06-­‐04/