Stigande antropogen, eller orsakad av människor, koldioxid i atmosfären kan ha upp till dubbelt så stor påverkan på kustmynningar som i haven eftersom den mänskligt orsakade CO2 sänker ekosystemets förmåga att absorbera naturliga fluktuationer av växthusgasen, en ny studie tyder på.

Forskare från U.S. Environmental Protection Agency och Oregon State University fann att det fanns betydande daglig variation när det gäller skadliga index för CO2 för många marina organismer i flodmynningar. På natten, till exempel, vatten i mynningen hade högre koldioxid, lägre pH -nivåer, och ett lägre mättnadstillstånd från ekosystemets kollektiva "utandning".

Dessa nattliga skadliga förhållanden förändras ungefär dubbelt så snabbt som det dagliga genomsnittet, forskarna säger, vilket innebär de negativa effekterna på skalbyggande djur, inklusive ostron, musslor och musslor, kan visa sig snabbare än förväntat genom att bara observera det dagliga genomsnittet.

Resultaten av studien publiceras den 2 april Proceedings of the National Academy of Sciences . Studien finansierades och leddes av EPA:s kontor för forskning och utveckling och region 10, genom ett regionalt anslag för tillämpad forskningssatsning. Projektet koordinerades av Stephen Pacella, en EPA-forskare som också är doktorand vid OSUs College of Earth, Hav, och Atmosfärsvetenskap.

"I dessa miljöer som domineras av marina växter, fotosyntes och andning orsakar stora skillnader i CO2-koncentrationer och tillsatsen av antropogent kol gör dessa dag-till-natt-skillnader ännu större än de skulle vara utan det extra kolet, "sa George Waldbusser, en marin ekolog i Oregon State och medförfattare till studien, som fungerar som Pacellas doktorand rådgivare.

"Den fortsatta tillsatsen av CO2 till dessa vatten resulterar i att de värsta förhållandena förändras dubbelt så snabbt på grund av förlust av systemets förmåga att buffra sig själv, " sa Waldbusser.

Detta är en av de första studierna som analyserar dynamiken i ett flodmynningskarbonatsystem på en så fin tidsskala. Pacellas forskning fokuserade på ett undervattens sjögräs habitat i Washington State Puget Sound, som varierade mellan en och fyra meters djup. Han tillbringade två och en halv månad med att övervaka det inhemska ålgräset, som är gemensamt för Puget Sound.

Forskarna säger att även om studien fokuserade på en livsmiljö i Puget Sound, resultaten utgör ett viktigt ramverk för att utvärdera andra sjögräs och flodmynningar som tenderar att ha lägre inneboende buffertkapacitet och stora naturliga variationer i kemi.

Pacella, som var huvudförfattare till studien, använde de detaljerade data han samlade in för att skapa en modell för att uppskatta det dagliga karbonatkemivädret under sommarens torrperiod tillbaka till år 1765, och även projicerade förhållanden fram till 2100 som förändrar mängden antropogent kol i systemet.

Hans mätningar och modell visar att sjögräs gör CO2 lägre under dagen, och högre på natten, jämfört med ett system utan sjögräs. Modellen förutspår dock att 2060 kommer atmosfäriska CO2-nivåer att vara tillräckligt höga för att skadliga nattliga höga CO2-nivåer faktiskt skulle vara vanligare om sjögräset inte var där. Så, för närvarande finns det relativt oftare höga CO2-tider på grund av sjögräset, men efter 2060 är det relativt färre gånger med hög CO2 med sjögräs än vad det skulle vara utan sjögräs.

"Det finns ett enormt intresse för att använda marina växter för att lokalt mildra överskott av koldioxid i kustvatten till förmån för andra känsliga marina arter, som ostron, ", sade Waldbusser. "Steves mycket trevliga arbete med detta ämne är bland de första i tempererade flodmynningar som visar potentialen för denna begränsning, samtidigt som man noterar att de verkliga fördelarna fortfarande kan vara några decennier bort."

Dock, forskarna påpekar att sjögräs bör ses holistiskt, inte bara genom en kolbudgetlins, eftersom det också erbjuder ekologiska fördelar inklusive livsmiljöer för marina organismer.

Waldbusser har kallat dessa föränderliga dagliga CO2-förhållanden för "karbonatväder" eftersom förändringar i kemin är så dramatiska beroende på tid på dygnet - ungefär som skillnaden och interaktionen mellan väder och klimat.

"Organismer, inklusive oss, upplev vädret - och klimatet är det som orsakar förändringar i vädret, " sade Waldbusser. "Men, vi kan inte riktigt "känna" den gradvisa förändringen av den globala temperaturen. Vi gör, fastän, uppleva extrema väderhändelser eller översvämningar, som förutspås bli värre på grund av gradvisa höjningar av havsnivån.

"I detta fall, karbonatkemins historia förändras snabbare än vi förväntat oss. Precis som med havsnivåhöjningen, examensökningen blir viktigare under händelser som förstärker de annars naturligt förekommande cyklerna."

Forskarna säger att de fortfarande arbetar för att bättre förstå hur dessa händelser - kontra förändringar i genomsnittliga förhållanden - påverkar den långsiktiga hälsan hos arter som är känsliga för havsförsurning. Det finns också konsekvenser för hur kriterierna för vattenkvalitet ställs.

"Om, som vi tenderar att tro, extrema händelser har betydelse för marina organismer, forskningen tyder på att det krävs mer arbete för att definiera vattenkvalitetskriterier som inkluderar dagliga förändringar i de höga och låga koldioxidutsläppen snarare än att bara använda genomsnittliga dagliga eller årliga förhållanden, "Sa Waldbusser.