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Climate change is usually associated with warming and weather extremes that impact the human environment and terrestrial systems, but it also has profound effects on the ocean, which is probably the most unique, life-supporting feature of planet Earth. The most direct consequence of rising CO2 concentration in the atmosphere is “ocean acidification,” a term that refers to the lowering of seawater pH, but encompasses a suite of chemical changes that affect marine organisms from shell formation, to reproduction, physiology, and behavior. The oceans are also warming in pace with the atmosphere, and in fact store the vast majority of the additional heat generated by rising CO2 and other greenhouse gases in the atmosphere. This warming is causing the more mobile marine species to redistribute poleward and deeper, and is causing high mortality in more sessile species such as those that build and habituate coral reefs. But warming is also leading to a decrease in dissolved oxygen in the oceans. For tropical marine ecosystems, the combination of ocean acidification, warming, and deoxygenation will continue to impact marine ecosystems in the future. The extent of these impacts depends on which energy pathway society follows, and our abilities to reduce other stressors and assist the rate at which species can adapt and migrate to more suitable environments. Resumen El cambio climático generalmente está asociado con el calentamiento y las condiciones climáticas extremas que impactan el ambiente humano y los sistemas terrestres, pero también tiene profundos efectos en el océano, que es probablemente la característica más importante del planeta Tierra para mantener la vida. La consecuencia más directa del aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera es la "acidificación del océano", que se refiere a la disminución del pH del agua de mar, pero abarca un conjunto de cambios químicos que afectan a los organismos marinos desde la formación de conchas hasta la reproducción, fisiología y comportamiento. Los océanos también se están calentando como la atmósfera, y de hecho almacenan la gran mayoría del calor adicional generado por el aumento de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. Este calentamiento está causando que las especies marinas más móviles se redistribuyan hacia los polos y a más profundidad, y está causando una alta mortalidad en especies más sésiles, como las que construyen y habitúan los arrecifes de coral. Pero el calentamiento también está conduciendo a una disminución del oxígeno disuelto en los océanos. Para los ecosistemas marinos tropicales, la combinación de acidificación, calentamiento y desoxigenación de los océanos continuará afectando los ecosistemas marinos en el futuro. El alcance de estos impactos depende de la ruta energética que siga la sociedad y de nuestra capacidad para reducir otros factores estresantes y ayudar a la velocidad a la que las especies pueden adaptarse y migrar a entornos más adecuados.

En este artículo se presenta una experiencia de introducción al proceso de acidificación oceánica –disminución del pH del agua del mar– en aulas de Ciencias Experimentales del Grado en Educación Primaria, utilizando recursos on-line y experimentación contextualizada, para contribuir al desarrollo de competencias científicas y formular propuestas de mejora del currículo en el marco de la educación para la sustentabilidad. Se ha contribuido a la adquisición de conocimientos, a la interpretación del proceso estudiado y a la concienciación ambiental. Se han hecho propuestas de mejora del currículo y se han formulado preguntas que darán origen a nuevas investigaciones. Finalmente, se señalan limitaciones de la experiencia relativas a su novedad y a la escasez de recursos didácticos adecuados., In this paper we present an introductory experience of the process of Ocean Acidification –decrease in the pH of sea water–, as part of the Experimental Sciences course of the Bachelor’s Degree in Primary Education. The experience involved the use of on-line resources and contextualized experimentation, in order to promote student’s development of scientific competences and to formulate proposals of improvement within the framework of education for sustainability. Satisfactory results are shown in terms of knowledge acquisition, interpretation of the process analyzed here and awareness of environmental problems. We suggest improvements in the educational curriculum and formulate questions which can generate new research. Finally, limitations of the experience regarding its novelty and the lack of adequate educational resources are discussed.

Un problema de gran envergadura que enfrentan actualmente los ecosistemas marinos, especialmente los arrecifes coralinos, es la disminución del pH marino por el aumento de CO2 en la atmósfera –proceso conocido como acidificación oceánica-. Si bien se trata de un problema global, sus manifestaciones y efectos pueden variar en distintas regiones del planeta. La reserva internacional de biósfera Seaflower, declarada por la UNESCO en el año 2000, es una de las reservas marinas más grandes del planeta y es parte del sistema de áreas marinas protegidas en Colombia (AMPs). El objetivo de este proyecto consistió en evaluar cambios en el pH del agua marina en la reserva durante el último siglo. Las muestras fueron tomadas al noroeste de la isla de San Andrés, en junio de 2015, con un nucleador de sedimentos (diseñado en el marco del presente trabajo) a profundidades comprendidas entre los 15.2 y 16.9 metros. Las mediciones isotópicas de δ11B (∆δ11B1917-2015=1.267±0.385o/oo), δ13C (∆δ13C1917-2015=0.835±0.258o/oo) y δ18O (∆δ18O1917-2015=0.127±0.046o/oo) (realizadas sobre el foraminífero bentónico Amphistegina lessonii en una secuencia sedimentaria continua, no segmentada por fenómenos de alta energía como huracanes y tsunamis), reflejan un incremento de temperatura de 0.564°C, un aumento en la concentración de CO2 de origen antropogénico y valores de pH (pH=8.128) estables durante el último siglo. Este trabajo, pionero en Colombia, muestra la capacidad de resiliencia de la reserva Seaflower ante el fenómeno, derivado del cambio climático global y plantea investigar más a fondo sobre la resiliencia a la acidificación oceánica en la cuenca Caribe. Abstract. One of the main concerns related to marine ecosystems, especially coral reefs, is the pH decrease in seawater due to the increase of atmospheric CO2 –process known as ocean acidification-. The effects of this process can change differentially at various locations worldwide. Declared by the UNESCO in 2000, the Seaflower international biosphere reserve is one of the widest marine reserves in the world and is part of the system of marine protected areas in Colombia (AMPs). This research evaluated changes in the seawater pH of the Seaflower reserve in the last century. The samples were taken at the NW of San Andrés Island, in June 2015, with a sediment corer (designed in this project) at depths between 15.2 and 16.9 meters. Results of the δ11B (∆δ11B1917-2015=1.267±0.385o/oo), δ13C (∆δ13C1917-2015=0.835±0.258o/oo) and δ18O (∆δ18O1917-2015=0.127±0.046o/oo) isotopic measurements, performed on the benthic foraminifera Amphistegina lessonii in a continuous sedimentary sequence (not affected by high-energy phenomena like hurricanes or tsunamis), show an increase of 0.564°C in temperature, an increase in the anthropogenic CO2 concentration and stable pH values (pH=8.128) during the last century. The current work, pioneer in Colombia, shows the resilience of the Seaflower reserve addressing the phenomenon –derived from the global climatic change- and suggests further research about the resilience mechanisms at the Caribbean basin. Maestría

Ocean acidification due to increased CO2 emissions derived from anthropogenic activities is affecting marine ecosystems at an unprecedented rate (IPCC 2013). Ocean acidification has the potential to affect the physiological processes due to increasing CO2 levels and lower pH (Riebesell & Tortell 2011). Ocean acidification also impacts trace metal solubility and speciation. Among all trace metals, Fe is the most essential for biological functions of phytoplankton. Coccolithophores is one of the taxa most affected by increased CO2 and the most important coccolithophore is Emiliania huxleyi. This species is responsible for a large fraction of the ocean calcium carbonate production and export to the deep ocean contributing to the regulation of the exchange of CO2 across the ocean-atmosphere interface (Rost & Riebesell 2004). Emiliania huxleyi has been widely studied in many different works, with one or more global change stressors either in laboratory or in natural conditions. However, there is a lack of knowledge on the response to interactive effects of ocean acidification and dissolved Fe at different levels in this species. The aim of this thesis is to gain deeper insight in the physiological response of E. huxleyi to increased CO2 and Fe availability within the food web using mesocosms and also under controlled laboratory experiments. For this purpose, two types of experiments were performed: a mesocosm experiment and a laboratory experiment. The mesocosm experiment and manipulated to achieve combinations of ambient and increased pCO2 and dFe to investigate the physiology response of the coccolithophorid Emiliania huxleyi within a natural plankton community. The experimental work was performed to elucidate the interactive effect of the exposure to UV radiation (UVR) with increased CO2 and/or different Fe levels. Mesocosm experiments showed a higher degree of realism compared to controlled laboratory experiments due to the semi-control conditions. The most important result was that Fe played the major role controlling the physiological response of Emiliania huxleyi in both systems. Fe also allow coping better the stress condition, increased CO2 and exposure to UV radiation, in mesocosm and laboratory experiment, respectively. The effects of increased CO2 were differential depending on the conditions of the experiment. In the mesocosm system, the effect of increased CO2 was detrimental in the majority of the physiological processes. But the effect of increased CO2 was differential under controlled cultures depending on each physiological process. This study demonstrates that Fe concentrations may control phytoplankton community structure in coastal ecosystems. Thus, in areas with high total Fe concentrations (particulate and dissolved Fe), the detrimental effects of increased pCO2 on these strains can be partially mitigated by enhanced dFe, possibly inducing cascading effects on food web dynamics, carbon export, and the rain ratio, finally affecting the exchange of CO2 across the oceanatmosphere interface. References: IPCC, 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovern- mental Panel on Climate Change. Riebesell U, Tortell PD (2011) Effects of ocean acidification on pelagic organisms and ecosystems. In: Ocean Acidification. Rost B, Riebesell U (2004) Coccolithophores and the biological pump: responses to environmental changes. In: Coccolithophores: from molecular process to global impact. 2019-07-18

Con base en el análisis de datos de la temperatura superficial del mar y del pH en sectores marinos costeros del mar Caribe y el océano Pacífico colombianos, se identificaron las tendencias de largo plazo que constituyen una expresión regional de los fenómenos globales de calentamiento y acidificación del océano. A partir del establecimiento de estos cambios se infirió su potencial impacto en los ecosistemas marinos de los sectores analizados. Se evidenció un incremento en la temperatura superficial del mar del orden de 0,23 °C por decenio en el Mar Caribe y de 0,18 °C por decenio en el océano Pacífico. Se encontró una disminución en el pH de una magnitud de -0,071 unidades por decenio y -0,090 unidades por decenio para el Caribe y el Pacífico, respectivamente. Se estimó que hacia finales del siglo XXI habría un aumento de la temperatura superficial del mar de hasta 2 °C en relación con la observada a comienzos de siglo en los sectores analizados del Caribe y el Pacífico. El pH, por su parte, habría disminuido hasta en 0,5 sus valores en las regiones de estudio hacia finales del siglo XXI con el escenario A2, el más drástico de los analizados en este trabajo. Con base en la revisión de las evidencias publicadas por otros autores sobre los impactos causados en los ecosistemas por el reciente aumento de la temperatura del mar y la reducción del pH, es de suponer que los ecosistemas marinos colombianos se verán dramáticamente afectados, toda vez que sufrirán cambios en el ambiente físico mayores que los reportados hasta hoy, una situación que se hará más aguda en la medida que transcurra el siglo XXI.

Se realizaron mediciones de temperatura, salinidad, alcalinidad total y carbono inorgánico disuelto del agua de mar superficial dentro de un área dedicada a la producción de semillas de mitílidos en el Seno de Reloncaví, Patagonia norte, durante el otoño (mayo 2012) y el verano austral (enero 2013). Se determinó que el estado de saturación del carbonato de calcio (ΩCaCO3) dentro del área de estudio fue bajo (Ωaragonita < 2), inclusive con aguas superficiales "corrosivas" para el CaCO3 (i.e., aguas subsaturadas, Ω < 1), cuando aguas de baja salinidad (

Con base en el análisis de datos de temperatura superficial del mar (TSM) y de pH en sectores marino-costeros del mar Caribe y el océano Pacífico colombianos, se identifican las tendencias de largo plazo, que constituyen la expresión regional de los fenómenos globales, calentamiento y acidificación del océano. A partir del establecimiento de estos cambios se infiere su potencial impacto en los ecosistemas marinos presentes en los sectores analizados. Se evidenció un incremento en la TSM, que en el Caribe es del orden de 0,23ºC/decenio y en el Pacífico de 0,18ºC/decenio. Se encontró una disminución del pH de -0,071 unidades/decenio y 0,090 unidades/decenio, para el Caribe y el Pacífico, respectivamente. Se estima que hacia finales del siglo XXI habría un aumento de la TSM de hasta 2ºC en relación con la observada a comienzos de siglo en los sectores analizados del Caribe y el Pacífico. El pH, por su parte, hacia finales del siglo XXI con el escenario más drástico de los analizados en este trabajo, el A2, habría disminuido hasta en 0,5 sus valores en las regiones de estudio. Se estableció que estos cambios en el medio físico marino impactarán significativamente los ecosistemas, especialmente los arrecifes coralinos, las praderas de pastos marinos y los manglares, los cuales se verán afectados en su estructura, funcionamiento y en los organismos y comunidades marinas que los componen. Abstract. Based on the analysis of the sea surface temperature (SST) and pH data recorded in sectors of the Colombian Caribbean and Pacific coast, the long term trends, which represent the ocean warming and acidification phenomena, were identified. With these changes, the potential impacts on the marine ecosystems were deduced. It was evidenced a rise of the SST of about 0,23ºC/decade for Caribbean, and 0,18ºC/decade for Pacific. Also, it was found a reduction of the pH approximately of 0,071 units/decade for Caribbean, and 0,090 units/decade for Pacific sectors. The estimation of the SST change for the end of 21st century showed an increase of SST of about 2ºC compared with the temperature observed at the beginning of this century. At the end of the 21st Century the pH could reduce 0,5 units its value under the A2 scenarios. Changes in the physical marine environment will impact the ecosystems, specially coral reefs, seagrasses and mangroves, which will be affected on their structure, functioning and their marine organisms and communities. Maestría

Ponencia presentada en: VI Congreso Internacional de la Asociación Española de Climatología celebrado en Tarragona del 8 al 11 de octubre de 2008. [ES]Una buena parte del CO2 emitido a la atmósfera por las actividades humanas está siendo absorbido por los océanos, provocando su progresiva acidificación, con consecuencias nocivas para los organismos marinos, sobretodo para aquellos que construyen un esqueleto de carbonato de calcio. Para entender mejor la magnitud de este problema medioambiental, es necesario conocer como ha oscilado el pH marino en el pasado, a diferentes escalas de tiempo y en diferentes localidades. Dado que los registros instrumentales de pH existentes son muy recientes y escasos, los pH pretéritos deben reconstruirse a partir de indicadores indirectos (proxies) de archivos adecuados. Un proxy geoquímico muy prometedor es la composición isotópica de boro en fósiles biogénicos de carbonato que, de hecho, representa el único método práctico para determinar, de manera cuantitativa, las variaciones de pH marino en el pasado. En esta comunicación presentamos y discutimos la base teórica de este proxy y algunas de las reconstrucciones de paleo-pH publicadas hasta el momento. [EN]A large part of CO2 emitted by human activities in the atmosphere is being absorbed by the oceans, leading to a progressive acidification, with detrimental effects on marine organisms, particularly those that build a skeleton of calcium carbonate. To better understand the magnitude of this environmental problem, it is necessary to know how seawater pH has oscillated in the past, at different timescales and locations. Because instrumental records of seawater pH exceeding a couple of decades are not yet available, past variations of pH need to be reconstructed using indirect indicators or proxies in suitable archives. A very promising geochemical proxy is the isotopic composition of boron in fossil biogenic carbonates which is, so far, the only practical method to quantitatively determine seawater pH variations back through time. In this communication, we present and discuss the theoretical grounds of this proxy and some of the paleo-pH reconstructions published so far. Este trabajo forma parte del proyecto ROMIAT (CTM2006-01957/MAR), financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia, y es una de las actividades del Grup de Recerca en Biogeoquímica Marina i Canvi Global (2005SGR00021), financiado por la Generalitat de Catalunya. E.C. agradece un contrato Ramón y Cajal.