【解説】海洋酸性化の原因と仕組み【知っているようで知らない】

【解説】海洋酸性化の原因と仕組み【知っているようで知らない】 制度や仕組み、関連情報
【解説】海洋酸性化の原因と仕組み【知っているようで知らない】

『海洋酸性化』って海が酸になるってこと?!なんでそんなことが起きるんだろう?

 

そういった疑問に答えます。

 

本記事では、海洋酸性化がどういうもので、なぜ起きるのかを解説します。

図を多用して分かりやすく説明しますので、ぜひ最後まで読んでくださいね~!

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前提知識~pHとは?

前提知識~pHとは?

前提知識~pHとは?

 

海洋酸性化を理解するうえで、pHピーエイチまたはペーハーと言われます)を理解する必要があります。

理科で習ったかもしれませんが、復習を兼ねてみていきますね。

 

pHは、酸やアルカリの強さを示す指標として使われています。

水素イオンが少なく水酸化物イオンが多いほどアルカリ性が強くなり、pHは大きくなります。

リトマス試験紙を青く染めるものですね。

反対に、水素イオンが多く水酸化物イオンが少ないほど酸性が強くなり、pHは小さくなります。

リトマス試験紙を赤く染めます。

酸とアルカリまとめ

酸とアルカリまとめ

 

この前提として、以下の関係があります。

水のイオン積

水のイオン積

 

水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度の掛け算は、10のマイナス14乗で一定なのです。

これを水のイオン積と言います。

なので、水素イオン濃度が減少すれば水酸化物イオン濃度が増加し、その逆もしかりです。

 

ここで,pHは以下の式で定義されるとおり、水素イオン濃度で決まります。

pHの計算式

pHの計算式

 

例えば、水素イオン濃度が0.01mol/Lなら、[H+]は10のマイナス2乗ですので、pH2です。

かなり強い酸性ですね。

この時、水酸化物イオン濃度[OH-]は、10のマイナス12で、ごく微量しかありません。

 

一方、水素イオン濃度が0.000000001mol/Lなら、10のマイナス9乗ですので、pH9です。

pH:7が中性なので、弱いアルカリ性ですね。

 

参考までに、身の回りにある液体のpHをご紹介します。

✔ レモン(pH2.31)
✔ お酢(pH2.80)
✔ ソース(pH3.29)
✔ 清酒(pH4.31)
✔ 炭酸水(pH4.69)
✔ 食器用洗剤(pH9.56)

参照

 

海洋酸性化とは

海洋酸性化とは

海洋酸性化とは

 

海洋酸性化とは、海水のpHが小さくなっていき、酸性度が強くなる現象です。

pHが小さくなるということは、水素イオンが多くなり、水酸化イオンが減るってことですね。

海水が酸性化

海水が酸性化

 

海水のpHは,産業革命以前は8.17でしたが,現在は8.06だそうです。

参照

 

海洋酸性化の原因

海洋酸性化の原因

海洋酸性化の原因

 

海洋酸性化の原因は、『大気中の二酸化炭素濃度の増加』です。

大気と海水がどのように関係してるの?別物だよね?

大気と海水は完全に切り離されているわけではないんだよ。
『平衡』という状態になっていて、大気中の物質は海水中に溶け込んでいき、その逆もしかりで、同時に起きている。
圧力や温度や物質の濃度によって、割合が変わるだけなんだよ。

 

気省庁の資料を引用しますが、大気中のCO2が、反応(1)(3)を経て海水中の水素イオン(H+)に変わっていますよね。

海洋酸性化のメカニズム

海洋酸性化のメカニズム

 

なので、大気中のCO2が増えれば、海水中の水素イオンも増えます。

水素イオン濃度が高くなり、pHが小さくなる、つまり酸性度が増す、というわけです。

 

まとめ

本記事では、海洋酸性化原因仕組みについてまとめました。

前提知識として、pH(ピーエッチまたはペーパー)の概念を説明しました。

pHは、水素イオン濃度によって決まり、14までの数値で表現されます。

pHが小さいほど水素イオン濃度が高くて酸性が強く、pHが大きいほど水素イオン濃度が低くてアルカリ性が強いです。

酸とアルカリまとめ

酸とアルカリまとめ

 

海洋酸性化は、海水の水素イオン濃度が上昇して、pHが小さく酸性が強くなること、というわけです。

 

海洋酸性化の原因は、大気中のCO2濃度の上昇です。

大気と海水とは様々な成分が『平衡』の状態になっていて、反応がバランスしています。

下の図のとおり、大気中のCO2は、いくつかの反応を経て、海水中の水素イオンと平衡状態となっています。

海洋酸性化のメカニズム

海洋酸性化のメカニズム

 

なので、大気中のCO2が増えたら、海水中の水素イオン濃度も増えます。

この結果、海水のpHが小さくなり、酸性が強くなります。

 

以上が『海洋酸性化』の原因と仕組みなのです。

 

あなたの理解が深まったのなら幸いです。

 

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コメント

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