Varje år, fiskare skördar mer än 500 miljoner dollar av atlantiska pilgrimsmusslor från vattnet utanför USA:s östkust. En ny modell skapad av forskare vid Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), dock, förutspår att dessa fiske potentiellt kan vara i fara. När nivåerna av koldioxid ökar i jordens atmosfär, de övre haven blir allt surare – ett tillstånd som kan minska populationen av havsmusslor med mer än 50 % under de kommande 30 till 80 åren, under ett värsta scenario. Stark fiskeriförvaltning och insatser för att minska koldioxidutsläppen, dock, kan bromsa eller till och med stoppa den trenden.

Modellen, publiceras i tidskriften PLoS One , kombinerar befintliga data och modeller av fyra huvudfaktorer:framtida klimatförändringsscenarier, havsförsurningseffekter, fiskeriförvaltningspolitik, och bränslekostnader för fiskare.

"Det nya med vårt arbete är att det sammanför modeller av föränderliga havsmiljöer såväl som mänskliga reaktioner", säger Jennie Rheuban, huvudförfattaren till studien. "Det kombinerar socioekonomiskt beslutsfattande, havets kemi, atmosfärisk koldioxid, ekonomisk utveckling och fiskeriförvaltning. Vi försökte skapa en helhetssyn på hur miljöförändringar kan utspela sig i olika aspekter av fisket efter pilgrimsmussla, " konstaterar hon.

Eftersom haven kan absorbera mer än en fjärdedel av all överskott av koldioxid i atmosfären, Koldioxidutsläpp från fossila bränslen kan också orsaka ett dopp i havets pH. Den surheten kan korrodera kalciumkarbonatskalen som tillverkas av skaldjur som musslor, ostron, och pilgrimsmusslor, och till och med hindra deras larver från att bilda skal i första hand.

Enligt Rheuban, inga befintliga studier har publicerats som kan visa de specifika effekterna av havsförsurning på atlantisk havsmussla. För att uppskatta dess inverkan i modellen, hon och hennes kollegor inkorporerade en rad effekter baserade på studier av besläktade skaldjursarter. I kombination med uppskattningar av förändrad vattenkemi, denna nya modell låter forskare utforska hur troliga effekter av havsförsurning kan förändra framtiden för kammusslorpopulationen.

Rheuban och kollegor testade fyra olika nivåer av påverkan i var och en av de fyra olika faktorerna som påverkar modellen, skapar i slutändan 256 olika scenariokombinationer. En grupp scenarier tittar på möjliga vägar för hur havsförsurning kan påverka pilgrimsmusslans biologi. En annan undersöker olika nivåer av atmosfärisk CO2, inklusive en framtid där utsläppen fortsätter att skjuta i höjden, och en där de faller på grund av aggressiv klimatförändringspolitik. En tredje uppsättning inkluderar en rad framtida bränslekostnader, som själva är relaterade till klimatförändringspolitiken. Högre bränslekostnader, Rheuban anteckningar, kan leda till färre aktiva fiskedagar, minska stressen på själva fisket, men också minska lönsamheten och intäkterna i branschen. Den fjärde och sista uppsättningen involverar olika federala fiskeförvaltningstekniker.

Fiskepolicy för vissa skaldjur, som ostron, musslor, och havsmusslor, regleras av statliga eller lokala myndigheter, var och en följer sin egen uppsättning regler. Fiske efter pilgrimsmussla, dock, ligger väl till havs i en region som sträcker sig från Virginia till Maine, så regleras mestadels av den federala regeringen. Med bara en uppsättning regler som täcker de flesta havsmusslafiskare, det går att passa in dem i modellen.

"Det nuvarande fisket efter pilgrimsmussla är så hälsosamt och värdefullt idag, delvis för att det är mycket välskött, " säger Scott Doney, en medförfattare från WHOI och University of Virginia. "Vi använde också modellen för att fråga om förvaltningsmetoder kunde kompensera de negativa effekterna av havsförsurning."

I alla modellens möjliga scenarier, höga halter av CO2 i atmosfären ledde konsekvent till ökad havsförsurning och färre havsmusslor, trots att man infört strängare förvaltningsregler eller till och med stängt en del av fisket helt.

"Modellen belyser de potentiella riskerna för havsmusslor och sannolikt andra kommersiella skaldjursfiske med oförminskade koldioxidutsläpp till atmosfären", tillägger Doney.

Under de kommande 100 åren, under de värsta tänkbara havsförsurningseffekterna, modellens "business-as-usual"-scenario visar en minskning av havsmusslan på mer än 50 %, medan ett scenario med proaktiv klimatpolitik endast visar en minskning på 13 %.

"Modellen visar att minskningar av utsläppen av fossila bränslen på grund av klimatpolitiken kan ha stor inverkan på fisket efter kammusslor, avslutar Rheuban.