اسیدی‌ترین آب‌های داخلی طبیعی، دریاچه‌هایی هستند که در دهانه آتشفشان‌ها مانند کواه ایجن در اندونزی قرار دارند. این دریاچه‌ها به قدری غنی از اسید سولفوریک هستند که pH آنها ممکن است به ۰.۱ برسد. برای درک بهتر، اسید باتری تازه pH حدود ۰.۷ دارد. در دهانه آتشفشانی بیش از ۷۷۰۰ فوت (۲۳۵۰ متر) بالاتر از سطح دریا در اندونزی، بزرگ‌ترین دریاچه اسیدی زمین قرار دارد که آب آن شباهت زیادی به اسید باتری دارد.
شیمی آب و دامنه pH در طبیعت
شیمی‌دانان علاقه‌مند به آب می‌توانند ساعت‌ها درباره واکنش‌های اکسایش-کاهش، شاخص‌های حلالیت، و متریک‌های مارپیچ بحث کنند. اما برای اکثر ما، کافی است بدانیم که pH نشان‌دهنده اسیدی یا قلیایی بودن یک ماده است. pH خنثی ۷ است، مواد اسیدی کمتر از ۷ و مواد قلیایی بیشتر از ۷ دارند. مقیاس لگاریتمی pH به این معناست که یک واحد تغییر در pH معادل تغییر ده برابری در فعالیت یون هیدروژن است.
به عنوان مثال، اقیانوس امروزی دارای pH حدود ۸.۱ است و به دلیل افزایش دی‌اکسیدکربن ناشی از سوخت‌های فسیلی، از مقدار پیش‌صنعتی ۸.۲ به این مقدار کاهش یافته است. این تغییر کوچک به نظر می‌رسد، اما تغییر از ۸.۲ به ۸.۱ نشان‌دهنده افزایش ۲۶ درصدی فعالیت یون هیدروژن است و می‌تواند مشکلات جدی برای موجودات دریایی ایجاد کند.
دریاچه‌های اسیدی و موجودات عجیب آنها
در دریاچه‌های آتشفشانی اسیدی مانند کواه ایجن، که pH آنها به ۰.۱ می‌رسد، حتی با وجود شرایط سخت، زندگی یافت شده است. دانشمندان جلبک‌های سبز و سه نوع باستانیان (آرکی‌ها) را در این دریاچه کشف کرده‌اند. برخی از این موجودات در محیط‌هایی با pH کمتر از ۰ نیز زنده می‌مانند و رشد می‌کنند.
دریاچه‌های قلیایی و تولید زیستی بالا
در سوی دیگر طیف، دریاچه‌های قلیایی با pH بین ۹.۵ تا ۱۱.۵ قرار دارند. این دریاچه‌ها معمولاً در مناطق خشک یافت می‌شوند، جایی که تبخیر باعث افزایش غلظت مواد معدنی می‌شود. اگرچه تعداد کمی از گونه‌ها می‌توانند شرایط سخت این دریاچه‌ها را تحمل کنند، این دریاچه‌ها می‌توانند از نظر تولید زیست‌توده بسیار پرثمر باشند.
جمع‌بندی: چالشی برای حیات و فرصتی برای تکامل
برخلاف اقیانوس‌ها که pH آنها نزدیک به ۸.۱ است، pH آب‌های داخلی از حدود ۰.۱ تا ۱۱.۵ متغیر است، که نشان‌دهنده دامنه وسیعی از فعالیت یون هیدروژن است. این گستره عظیم pH، هم چالشی برای بقای حیات و هم فرصتی برای تکامل گونه‌های مختلف فراهم می‌کند، گونه‌هایی که به شرایط شیمیایی خاص سازگار شده‌اند، از آب‌های بسیار اسیدی گرفته تا آب‌های قلیایی شدید.
