Proč je bahno pod hladinou mořských pobřeží pro klima důležitější než pralesy

Často slýcháme, že lesy jsou „plícemi planety“. Je to krásná představa, která v nás vyvolává obraz pralesů jako hlavních výrobců kyslíku. Biologicky je to však mýtus; lesy sice pohlcují obrovské množství uhlíku, ale velkou část kyslíku, který vyprodukují, samy spotřebují při dýchání a rozkladu své biomasy. Skutečnými plícemi naší planety, které nám umožňují dýchat a aktivně nás chrání před klimatickým kolapsem, jsou naše oceány a mikroskopické řasy v nich.

Oceán jako obří houba na CO2

Proces, kterým moře pohlcuje oxid uhličitý (CO2) z atmosféry, není žádná magie. Je to v podstatě fyzikální a chemický souboj o rovnováhu. Představte si to jako rozpouštění cukru v čaji. Moře se neustále snaží „nasytit“ tím, co mu atmosféra nabízí. Pokud je v čaji toho cukru moc, nerozpustí se, protože roztok už je nasycený. Podobně funguje i moře.

Na hladině dochází k přímé výměně plynů. Zde hraje hlavní roli teplota, o které jsme mluvili v minulém díle. Studená voda je mnohem „hladovější“, dokáže v sobě udržet násobně více rozpuštěných plynů než voda teplá. Proto je Severní moře, chladné a bouřlivé, mnohem efektivnějším „vysavačem“ skleníkových plynů než horké a stabilní Středomoří.

Jakmile CO2 pronikne pod hladinu, nezůstává tam jen jako volný plyn. Okamžitě reaguje s molekulami vody a mění se na kyselinu uhličitou, která se dále štěpí na stabilnější uhličitany. Tím se uvolní místo pro další příjem plynu z atmosféry. Oceán tak v podstatě „zamyká“ uhlík do chemických sloučenin, které v něm mohou zůstat uzamčeny po staletí.

Mikroskopické řasy (fytoplankton) využívají CO2 k fotosyntéze. Když tyto organismy odumřou, jejich těla klesají ke dnu. Pokud je moře dostatečně hluboké, uhlík v nich obsažený se na dně oceánu uloží na dlouhou dobu.

Proč každé moře hraje jinou roli?

Ačkoliv je mechanismus stejný, výsledek se u našich evropských moří dramaticky liší v závislosti na tom, co jsme si řekli o jejich salinitě a teplotě.

Severní moře je efektivní stroj. Díky své teplotě a silnému promíchávání dokáže uhlík rychle posílat do hlubin, kde ho izoluje od atmosféry.

Středomoří je „líný filtr“. Vysoká teplota výrazně snižuje jeho schopnost pohlcovat CO2. Místo aby uhlík ukládalo v hlubinách, má tendenci ho v cirkulačních proudech recyklovat zpět.

Balt kvůli nízké salinitě a obrovskému přísunu živin z polí (hnojiv) na některých místech bojuje s ohromným nárůstem řas. To sice krátkodobě pohltí obrovské množství CO2, ale při následném rozkladu této biomasy u dna se spotřebuje veškerý kyslík. Balt tak vytváří mrtvé zóny, které jsou daní za jeho „překotné“ pohlcování uhlíku.

Pobřežní ekosystémy jsou efektivnější v ukládání uhlíku než Amazonie

Zatímco pozornost se obvykle upírá k deštným pralesům, pobřežní a mořské ekosystémy, jako jsou slaniska, mangrovy a podmořské louky mořských trav, fungují jako mnohem sofistikovanější a trvalejší „uhlíkové trezory“.

Zásadní rozdíl oproti souši spočívá v samotném mechanismu ukládání. Na pevnině je uhlík vázán převážně v živé biomase, tedy v kmenech a větvích stromů, které jsou extrémně zranitelné. Stačí lesní požár, hniloba nebo těžba a většina tohoto uhlíku se během krátké chvíle uvolní zpět do atmosféry. Pobřežní ekosystémy však operují úplně jinak. Až 90 % uhlíku v nich není uloženo v rostlinách samotných, ale v hustých vrstvách sedimentu (bahna) pod nimi.

Tento proces je umožněn díky prostředí chudému na kyslík, tzv. anoxickým podmínkám. Protože v bahně pod mořskými trávami nebo slanisky chybí kyslík nezbytný pro život běžných rozkladných bakterií, organická hmota se nerozkládá. Místo aby se uhlík přeměnil zpět na oxid uhličitý, zůstává zakonzervován v sedimentech po tisíce let. Jde o proces, který je v přepočtu na plochu až 40krát efektivnější než ukládání uhlíku v pevninských lesích.

Pokud lidstvo tyto oblasti zničí svou činností, dojde-li k vybagrování a narušení těchto sedimentů, tisíce let „uzamčený“ uhlík se dostane do kontaktu s kyslíkem, začne se rozkládat a do atmosféry se vypustí koncentrovaná „uhlíková bomba“ z dávné minulosti.

Ochrana těchto oblastí a zachování biodiverzity se musí stát jedním ze základních pilířů naší strategie, která zaručí stabilní klima i dalším generacím. Zachování těchto ekosystémů je v podstatě levnější a efektivnější než vývoj jakékoli umělé technologie pro zachytávání uhlíku z atmosféry. V Evropě jde o slaniska v Severním moři a mořské trávy u Baltu.

Jak velryby pomáhají rozvoji fytoplanktonu a pohlcování CO2

Velryby se krmí v hloubkách, kde je díky mořským proudům a rozkladu organické hmoty vysoká koncentrace živin (železo, dusík, fosfor). Tyto živiny jsou v hlubinách pro fytoplankton nedostupné, protože tam neproniká sluneční světlo potřebné k fotosyntéze.

Když velryba vyplave k hladině a vyloučí exkrementy, funguje to jako obří „hnojivo“ pro svrchní vrstvy vody. Velrybí trus je totiž na tyto minerály extrémně bohatý.

Toto hnojivo okamžitě stimuluje růst fytoplanktonu. Fytoplankton jsou mikroskopické mořské řasy, které při fotosyntéze pohlcují oxid uhličitý (CO2) z atmosféry. Čím více velryb máme, tím více fytoplanktonu v oceánu roste, a tím více CO2 je z atmosféry odstraněno.

Kromě toho, že velryby „hnojí“ moře, fungují samy o sobě jako masivní úložiště uhlíku. Uhlík tvoří významnou část jejich tělesné hmotnosti. Vzhledem ke své obrovské velikosti a dlouhověkosti (některé velryby se dožívají přes 100 let) v sobě během života uzamknou desítky tun uhlíku.

V minulých staletích probíhal intenzivní lov velryb, který jejich populace drasticky zdecimoval (v některých případech až o 90 %). Vědci dnes odhadují, že před érou velrybolovství dokázaly velryby každoročně odstranit z atmosféry mnohem více uhlíku než dnes.

Studie naznačují, že jedna velryba během svého života „zachrání“ v průměru asi 33 tun CO2. Pro srovnání – jeden strom za stejnou dobu pohltí pouze zlomek tohoto množství. Ochrana velryb tak není jen morální nebo ekologickou otázkou ochrany ohrožených druhů. Je to jeden z nejúčinnějších přírodních způsobů, jak posílit schopnost oceánu pohlcovat CO2.

Jak koráli a korýši přichází o svůj domov

Když se oxid uhličitý (CO2) rozpustí ve vodě, vzniká kyselina uhličitá, která se následně rozkládá a uvolňuje vodíkové ionty. Tyto ionty mají „hlad“ po karbonátech, tedy po základní stavební látce, kterou mořští živočichové (koráli, mlži, krabi nebo drobní plži) potřebují ke stavbě svých schránek a koster.

Aby si korál nebo korýš „postavil domeček“, musí z vody získat vápník a karbonátové ionty. Jenže ve stále kyselejší vodě se tyto ionty „vážou“ na vodíkové ionty, čímž pro živočichové zmizí z dosahu.

Schránky živočichů jsou kvůli vyšší kyselosti tenčí, křehčí nebo se přímo začínají rozpouštět. U korálových útesů to znamená, že koráli nedokážou růst dostatečně rychle, aby nahradili to, co eroze a kyselost ničí. Útesy tak doslova „chřadnou“. Problém ale nastává i u evropských břehů.

Středomoří: Protože je to uzavřená, teplá „vana“, je zde riziko rychlého okyselení vyšší. Zdejší unikátní ekosystémy (např. porosty mořské trávy Posidonia oceanica, které jsou mimochodem skvělými „úložišti“ uhlíku) jsou pod obrovským tlakem.

Balt: Zde je problém kombinovaný. Balt je už tak dost kyselý kvůli organickému rozkladu. Pokud se k tomu přidá globální okyselování oceánů, Balt se stává místem, ve kterém mají mlži a korýši (v Baltu vzácnější, ale přítomní) obrovské problémy přežít.

Severní moře: Má výhodu v tom, že je propojené s Atlantikem, takže se zdejší voda neustále „ředí“ a vyměňuje. I tak ale vidíme změny v populacích planktonu, který tvoří základ potravního řetězce.

Proč je pH 8,1 kritickou hranicí

Abychom pochopili vážnost situace, musíme se podívat na stupnici pH. Hodnota 7 je neutrální, vše nad 7 je zásadité, vše pod 7 je kyselé. Oceán byl po miliony let stabilní s hodnotou pH kolem 8,2. Dnes jsme na hodnotě 8,1.

Možná si říkáte: „To je přece jen změna o 0,1, to zní jako zanedbatelný rozdíl.“ Tady ale narážíme na to, že stupnice pH není lineární, ale logaritmická. Rozdíl 0,1 v pH znamená, že se kyselost oceánů od počátku průmyslové revoluce zvýšila o zhruba 30 %. Je to matematicky velmi drastický skok, na který se mořské organismy, zvyklé na miliony let stability, nedokážou tak rychle adaptovat.

Bod nasycení

Moře má určitou „rovnovážnou kapacitu“. Čím více CO2 už v sobě má, tím méně ochotně přijímá další z atmosféry. To je obrovský problém, protože právě teď do atmosféry pumpujeme CO2.

Teplejší voda = méně prostoru pro plyn. Jak se naše moře vlivem klimatu ohřívají, jejich schopnost pohlcovat CO2 klesá. Je to začarovaný kruh. Teplejší moře pohlcuje méně CO2 - více CO2 zůstává v atmosféře - planeta se ještě více otepluje - moře jsou ještě teplejší.

Pokud se moře nasytí, náš další vypuštěný CO2 zůstane v atmosféře. Tím se neuvěřitelně zrychlí globální oteplování, protože „náš největší klimatický filtr“ prostě přestane fungovat.

Oceán není jen nekonečnou masou vody, je to největší klimatický „trezor“ naší planety, který nám poskytuje služby nedozírné hodnoty. Ať už jde o fyzikální schopnost pohlcovat teplo a plyny, biologickou práci mikroskopického fytoplanktonu, nebo o tisícileté ukládání uhlíku v hlubinách a pobřežních sedimentech, moře neúnavně „uklízí“ po naší průmyslové činnosti.

Tento systém má ale své limity. Ochrana moří už dávno není jen o čištění pláží od odpadků, dnes jde o zachování globálního termostatu, který udržuje podmínky pro náš život. Oceán pro nás pracuje každou vteřinu; je na čase, abychom se začali chovat jako partneři, kteří si uvědomují, že jeho stabilita je i naší stabilitou.

Zveřejněné díly seriálu:
Proč jsou řeky sladké a moře různě slaná? Co se stane, když se slanost moří změní?
Moře jako Zemská klimatizace, která se začíná přehřívat
Proč je bahno pod hladinou mořských pobřeží pro klima důležitější než pralesy

Zdroje:
Global carbon poject