海洋酸性化は、海水のpHが長い期間で低下していくことを指します。「酸性化」という名前でも、海水全体がすでに酸性になったという意味ではありません。海面付近の海水は一般に弱いアルカリ性を示します。今の状態と、変化している向きを別々に読むことが大切です。
坂を下っている人が、まだ山の上にいることはあります。下っているという動きだけでは、海抜ゼロより低い場所に来たとは決まりません。pHも同じように、数値が下がることと、酸性の領域に入ることを区別して考えます。
pHは、塩の濃度を表していない
pHは水溶液の酸性・アルカリ性を考える指標です。学校で扱う常温付近の基本的な区分では、7を中性の目安とし、それより小さい側を酸性、大きい側をアルカリ性とします。厳密な中性の値は温度などにも関わりますが、例題では同じ温度・測定方法で比較することにします。
海水が塩辛いことと、アルカリ性であることは同じ性質ではありません。塩分の数値は、海水に含まれる塩類の量に関わります。一方、pHは別の尺度です。「雨で薄まったからpHも同じ割合で下がる」と計算することはできません。
色を使う指示薬でも、判定できる範囲には限りがあります。似た色に見えたとしても、pHがまったく等しいと確定したわけではありません。小さな長期変化を見る資料では、何を、どの方法で、同じ基準にそろえて測ったかを確認します。
二酸化炭素が溶けると、何が変わるか
海洋酸性化の主な原因は、大気中の二酸化炭素を海が吸収することです。二酸化炭素が溶けると水中の化学的なつり合いが変化し、pHが下がる方向に働きます。空気中の気体が水へ入ることと、水中で起こる変化をつないで考えます。
ただし海は、純水に二酸化炭素を吹き込んだ容器とまったく同じではありません。さまざまな成分を含み、生物活動や水の混合もあります。家庭で色が変わった実験から、そのまま何年後の海の値を予測することはできません。
また、生物への影響は「pHが7を下回ったら始まる」と区切れるものではありません。殻や骨格を作る働きなどは、水中の成分や化学的な状態に影響されます。アルカリ性という分類のままでも、環境の変化を調べる意味があります。
例題1：8.2から8.0へ変わった海水
同じ条件で測った仮の海水試料のpHが、初めは8.2、後には8.0になりました。①pHはどちら向きに変わりましたか。②この数値だけを見て「酸性になった」といえますか。
答え・解説：①低下しています。②例題の常温付近の区分では、後の8.0も7より大きいため、アルカリ性です。低下した幅は8.2−8.0＝0.2ですが、これを「酸が0.2g増えた」と読むことはできません。pHにはgという重さの単位を付けません。
さらに8.0÷8.2で「酸性の強さの割合」を求めるのも適切ではありません。pHは物質の重さをそのまま目盛りにした値ではないからです。まずは状態と変化の方向を正しく言葉にすることを優先します。
例題2：同じ季節をそろえて比べる
ある場所の仮の記録が、年Aの冬8.15・夏8.05、年Bの冬8.12・夏8.02でした。年Aの夏から年Bの冬だけを見ると値は上がっています。このことから「長期的な低下は起きていない」といえますか。
答え・解説：いえません。同じ季節を比べると、冬も夏も0.03ずつ下がっています。夏と冬をまたいだ比較では、年の違いに季節の違いが重なります。年Aの夏から年Bの冬への0.07の上昇だけを使うと、見たい変化を取り違えます。
もっとも、二年分の仮の資料だけで、実際の海の長期傾向が確定するわけでもありません。長期間の観測を積み重ね、場所、深さ、季節や測定条件を考慮する必要があります。この例題が示しているのは、比較する組を選ぶ手順です。
小さな差を「意味がない」と決めない
数字が0.03や0.2だけ動くと、小さすぎるように感じるかもしれません。しかし、意味の大きさは目盛りの数字だけでは判断できません。測定の確かさ、繰り返し現れる傾向、その値が示す性質を合わせて読みます。
逆に、一回の観測で少し下がったことを、そのまま海全体の酸性化の証拠にするのも飛躍です。「この試料で観測した変化」と「広い海で長期的に確認された傾向」を書き分けると、環境の資料を落ち着いて読めます。
雨のpHとの違いは酸性雨と判定の根拠、塩分の収支は海水の塩分と水の出入りで確かめてください。
同じ観測地点でも、表面と深い所では水の性質が異なります。前年は表面、今年は深さ50mで採った試料を並べたら、年月と深さが同時に変わります。資料の表題に「表面海水」とあれば、その範囲を外さず読みます。海の一部の測定を、海底まで全部同じ数値だと広げないことも、結果を正しく伝えるための条件です。