La acidificación de los océanos

Reacciones químicas que sufre el dióxido de carbono al disolverse en agua, aumentando la acidez del medio y liberando bicarbonato.
Tomado de: http://fisicoquimica0.blogspot.com/2016/03/el-dioxido-de-carbono.html

En la actualidad, probablemente todo el mundo sabe el problema al que nos enfrentamos con las emisiones de COa la atmósfera y su efecto como gas de efecto invernadero. Pero sin embargo, lo que muchos no saben es los efectos que está teniendo esta molécula sobre nuestros mares. Pero antes de empezar, debemos saber qué es un ácido.

Un ácido es, a grandes rasgos, un compuesto que es capaz de liberar protones (H+) en el medio, y si está en el agua, modificar su pH. Así, si introducimos en agua pura de pH 7 un ácido como el clorhídrico (HCl), su pH bajará y se volverá ácida. Esto es lo que sucede en nuestros estómagos al realizar la digestión.

Pero, ¿qué tiene que ver el dióxido de carbono con todo esto? Pues que el CO2 de la atmósfera puede diluirse en el agua del mar y una vez dentro formar “ácido carbónico”, una molécula inestable que en seguida libera protones, quedándose como bicarbonato 1 disuelto en el agua y aumentando la acidez de ésta. Esto ocurre debido a la ley de Henry, una ley química que enuncia que la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión que ejerce el gas sobre el líquido, y en este la presión aumenta debido a que es directamente proporcional a los moles del gas presentes en el medio, según la ley de los gases ideales (pV=nRT, donde n son los moles y P es la presión).

Reacciones químicas que sufre el dióxido de carbono al disolverse en agua, aumentando la acidez del medio y liberando bicarbonato.
Tomado de: http://fisicoquimica0.blogspot.com/2016/03/el-dioxido-de-carbono.html

El problema es que, por culpa de las emisiones humanas, el océano absorbe una gran cantidad de dióxido de carbono de la atmósfera, alrededor de un tercio del emitido. Esto por una parte ayuda a mitigar el efecto invernadero, pero por otra parte está afectando duramente a la fauna marina, sobre todo a los invertebrados con cáscara.

Esto es porque la presencia de más bicarbonato en el agua provoca que un compuesto llamado carbonato cálcico (CaCO3) sea mucho más soluble en el agua  El problema reside en que este compuesto es el que requieren los animales con caparazón como los cangrejos, moluscos o corales para crear sus exoesqueletos, así que si aumenta la solubilidad de carbonato habrá menos disponible para que estos animales sinteticen sus exoesqueletos y caparazones, volviéndolos más vulnerables a ataques de depredadores o a los efectos del medio.

Sin embargo, esta acidificación también afecta a los peces, pues este cambio de pH del medio causa un desequilibrio con las células de su piel, que absorben protones del agua para equilibrarse con el medio. Este cambio del pH en su organismo es altamente peligroso, pues puede causarles problemas de audición, visión, olfato o incluso matarlos. Para evitar esto deben expulsar el exceso por sus branquias, lo cual les cuesta una cantidad de energía considerable que podrían haber empleado para llevar a cabo otras funciones vitales. Está también demostrado que los cambios del pH en el agua marina afectan de forma psicológica a los peces de alguna manera, pues en las zonas oceánicas con mayor acidificación los peces muestran dificultades para navegar y evitar depredadores. Y al igual que los peces pueden verse afectados, los cetáceos como delfines pueden verse en problemas por la acidificación de los océanos: la disminución del pH altera la solubilidad de los hidróxidos y las oxosales, debido a que la constante de precipitación Ks = [A][B], y si la reacción se trata de un equilibrio en el que está involucrada una base, como por ejemplo Mg(OH)2 (s) ↔ Mg2+ (aq) + 2 OH (aq), entonces los hidróxidos reaccionarán con los protones libres en el agua por la reacción explicada en la primera página. Esto provocará que el equilibrio se desplace hacia la sal por el principio de Le Châtelier, según el cual la eliminación de productos causará que el equilibrio se desplace hacia los reactivos. Esto significará que muchos de los compuestos disueltos en el agua que amortiguan el ruido precipitarán, haciendo que los sonidos emitidos bajo el océano viajaran más lejos y con mayor intensidad, lo cual supone que los delfines recibirán sonidos con mayor intensidad de lo normal. Esto podría llevar a daños en su sistema auditivo, desorientación e incluso sordera temporal. Esta sordera sería catastrófica, puesto que estos animales dependen del sonido para comunicarse, alimentarse y orientarse, por lo que esto puede llevar a muertes por inanición o varamientos masivos en la costa.

Pero los animales no son los únicos organismos implicados, pues las algas y plantas marinas también sufren las consecuencias de esta acidificación. Para defenderse, las plantas y algas producen unos compuestos fenólicos que sirven como protección contra microorganismos patógenos, les dan mal sabor y dificultan su digestión por parte de especies herbívoras de animales.  Pues bien, por motivos que de momento no se comprenden del todo bien, las algas y plantas marinas producen menor cantidad de estas moléculas en presencia de más CO2, y por tanto más acidez. Esto provocará que la flora marina sea más vulnerable a enfermedades y depredación, lo cual en el peor de los casos puede llevar a un desequilibrio ecológico entre herbívoros, que consumirán más vegetación, y flora, que no podrá defenderse con tanta eficiencia y perderá una gran cantidad de población.

Todos estos cambios causan que la cadena trófica del océano se desestabilice y desmorone, provocando la reducción o desaparición de especies enteras, lo cual a su vez causará problemas para el ser humano, pues millones de personas dependen de la explotación marina de una forma u otra para su subsistencia y podría llevar a una crisis económica sin precedentes.

BIBLIOGRAFÍA


1 El nombre correcto de esta especie es anión hidrogenocarbonato. Sin embargo, en este artículo se empleará el nombre más conocido, aunque ya desfasado, de “bicarbonato”.