L'uragano Harvey ha più che raddoppiato l'acidità della baia di Galveston in Texas, minacciando le barriere coralline di ostriche

La maggior parte delle persone associa gli uragani a forti venti, piogge intense e rapide inondazioni sulla terraferma.Ma queste tempeste possono anche cambiare la chimica delle acque costiere.Tali cambiamenti sono meno visibili dei danni sulla terraferma, ma possono avere conseguenze disastrose per la vita marina e gli ecosistemi oceanici costieri.

Siamo oceanografi che studiano il Effetti dell’acidificazione degli oceani, incluso su organismi come ostriche e coralli.Nell'a studio recente, abbiamo esaminato come il deflusso delle acque piovane causato dall’uragano Harvey nel 2017 abbia influenzato la chimica dell’acqua della baia di Galveston e la salute delle barriere coralline di ostriche della baia.Volevamo capire in che modo le precipitazioni estreme e il deflusso degli uragani influenzassero l’acidificazione delle acque della baia e quanto a lungo potessero durare questi cambiamenti.

I nostri risultati sono stati sorprendenti.L'uragano Harvey, che ha generato massicce precipitazioni nell'area metropolitana di Houston, ha portato un enorme impulso di acqua dolce nella baia di Galveston.Di conseguenza, la baia era da due a quattro volte più acida del normale per almeno tre settimane dopo la tempesta.

Ciò ha reso l'acqua della baia abbastanza corrosiva da danneggiare i gusci di ostriche nell'estuario.Poiché la crescita e il recupero delle ostriche dipendono da molti fattori, è difficile collegare cambiamenti specifici all’acidificazione.Tuttavia, l’aumento dell’acidificazione avrebbe certamente reso più difficile il recupero delle barriere coralline di ostriche danneggiate dall’uragano Harvey.E mentre il nostro studio si è concentrato sulla baia di Galveston, sospettiamo che processi simili possano verificarsi in altre aree costiere.

Grandi quantità di acqua

Gli scienziati prevedono che il cambiamento climatico renderà gli uragani più forti e più forti aumentare la quantità di pioggia che producono nei prossimi decenni.I cambiamenti nella chimica degli oceani, causati dal deflusso di queste tempeste, stanno diventando una minaccia crescente per molti ecosistemi marini, in particolare per le barriere coralline costiere costituite da ostriche e coralli.

Estuari costieri come Galveston Bay, dove i fiumi incontrano il mare, sono alcuni degli ecosistemi più produttivi del mondo.Galveston Bay è la baia più grande della costa del Texas e una delle più grandi degli Stati Uniti;copre circa 600 miglia quadrate, circa la metà della superficie del Rhode Island.Le sue estese barriere coralline di ostriche forniscono circa il 9% del raccolto nazionale di ostriche.

Uragano Harvey, il ciclone tropicale più piovoso degli Stati Unitistoria, si è abbattuto sulla costa del Texas come uragano di categoria 4 l'11 agosto 2019.26, 2017.Harvey rimase fermo sulla costa per quattro giorni, seduto sia sulla terra che sull'oceano.

Il mantenimento del contatto con le calde acque del Golfo del Messico ha alimentato la tempesta sia con energia che con precipitazioni, permettendole di persistere e far cadere quantità estreme di pioggia direttamente su Houston e sulle aree circostanti – fino a 50 pollici in quattro giorni.Tutta quella pioggia e l'acqua delle inondazioni dovevano andare da qualche parte, e gran parte di essa confluì nella baia di Galveston.

Cambiamenti climatici e acidificazione degli oceani

I problemi di acidificazione degli oceani che studiamo sono a effetto ben noto legato al cambiamento climatico.Le attività umane, principalmente la combustione di combustibili fossili, emettono anidride carbonica nell’atmosfera.L’oceano assorbe circa un terzo di queste emissioni, il che altera la chimica dell’oceano, rendendo l’acqua di mare più acida.

L'acidificazione può danneggiare molte forme di vita marina.È particolarmente pericoloso per gli animali che costruiscono i loro gusci e scheletri con carbonato di calcio, come ostriche e coralli.Man mano che l’acqua di mare diventa più acida, queste strutture diventano più difficili da costruire e più facili da erodere.

Le ostriche si fondono insieme mentre crescono, creando grandi barriere coralline sottomarine simili a rocce proteggere le coste dall’erosione delle onde.Queste barriere coralline fornire habitat per altre creature, come cirripedi, anemoni e cozze, che a loro volta servono come fonti di cibo per molte specie di pesci.

L’aumento dei livelli atmosferici di CO₂ sta acidificando gli oceani in tutto il mondo.Come mostra il nostro studio, eventi locali come i cicloni tropicali possono contribuire all’acidificazione globale.

Le acque piovane di Harvey hanno causato un'estrema acidificazione della costa

La causa principale dell'acidificazione senza precedenti verificatasi dopo l'uragano Harvey è stata l'eccessiva quantità di precipitazioni e deflussi che sono entrati nella baia di Galveston.Per aiutare a gestire le inondazioni su larga scala nell'area di Houston, la città ha rilasciato grandi volumi di acqua dai serbatoi per più di due mesi dopo Harvey.Questi rilasci prolungarono il tempo durante il quale l'acqua piovana entrò nella baia di Galveston e ne aumentò l'acidità.

Gli scienziati usano la scala del pH per misurare quanto è acida o basica (alcalina) l'acqua.Un valore di pH pari a 7 è neutro;valori più alti sono basici e valori più bassi sono acidi.La scala del pH è logaritmica, quindi una diminuzione di un’unità intera – diciamo da 8 a 7 – rappresenta un aumento di dieci volte dell’acidità.

L’acqua piovana è più acida dell’acqua dei fiumi o dell’acqua di mare, che raccolgono minerali dal suolo leggermente basici e possono bilanciare l’anidride carbonica assorbita dall’atmosfera.Il pH dell’acqua piovana è intorno a 5,6, rispetto a tra 6,5 ​​e 8,2 per i fiumi E circa 8,1 per l'acqua di mare.

La baia di Galveston contiene un mix di acqua dolce proveniente dai fiumi e acqua salata del Golfo del Messico, l'habitat preferito delle ostriche.Abbiamo raccolto campioni d'acqua nella baia due settimane dopo Harvey e abbiamo scoperto che la baia era composta quasi interamente da acqua di fiume e acqua piovana proveniente dalla tempesta.

Poiché l’acqua piovana, l’acqua del fiume e l’acqua di mare hanno tutte caratteristiche chimiche diverse, siamo stati in grado di calcolare che l’acqua piovana costituiva quasi il 50% dell’acqua nella baia.Ciò significa che l'acqua piovana acida di Harvey ha sostituito l'acqua di mare basica all'interno della baia dopo la tempesta.Il pH medio dell'acqua della baia era sceso da 8 a 7,6, con un aumento di acidità di 2,5 volte.Alcune zone avevano un pH addirittura pari a 7,4, quattro volte più acido del normale.

Questa acidificazione estrema è durata più di tre settimane.Le acque della baia divennero corrosive non solo per i gusci di ostriche giovanili e larvali più sensibili, ma anche per i gusci di ostriche adulte. Gli scienziati lo avevano previsto che l’aumento di CO₂ potrebbe causare un’acidificazione costiera di questa portata, ma non si aspettava di vederlo prima del 2100 circa.

Anche l'acqua dolce di Harvey ha causato una battuta d'arresto grave moria di ostriche nella baia perché le ostriche hanno bisogno di acqua leggermente salata per sopravvivere.Harvey colpì nel bel mezzo della stagione riproduttiva delle ostriche e l’acidificazione potrebbe aver rallentato il recupero della barriera corallina rendendo più difficile per le giovani ostriche formare nuovi gusci.Funzionari del Dipartimento dei parchi e della fauna selvatica del Texas ci hanno detto che quattro anni dopo, alla fine del 2021, alcune barriere coralline di ostriche della baia di Galveston mostravano ancora aggiunte molto basse di nuove ostriche.

A rischio anche le altre zone costiere

Solo pochi studi, compreso il nostro, hanno analizzato il modo in cui i cicloni tropicali influenzano l’acidificazione delle coste.A nostro avviso, tuttavia, è altamente possibile che altre tempeste abbiano causato il tipo di acidificazione estrema che abbiamo rilevato sulla scia di Harvey.

Abbiamo esaminato i 10 più piovosi Cicloni tropicali negli Stati Unitidal 1900 e ha scoperto che nove, incluso Harvey, hanno causato grandi quantità di pioggia e inondazioni nelle aree costiere con ecosistemi di baie o estuari.Altre tempeste non hanno prodotto la stessa quantità di pioggia di Harvey, ma alcune delle baie colpite erano molto più piccole di Galveston Bay, quindi sarebbe stata necessaria meno pioggia per sostituire l’acqua di mare nella baia e causare un livello di acidificazione simile a quello prodotto da Harvey.

Riteniamo che ciò sia già avvenuto in altri luoghi colpiti da uragani, ma che non sia stato registrato perché gli scienziati non sono stati in grado di misurare l’acidificazione prima e dopo le tempeste.Poiché i cambiamenti climatici continuano a rendere i cicloni tropicali più grandi e più umidi, consideriamo l’acidificazione indotta dalle tempeste come una minaccia significativa per gli ecosistemi costieri.