Proč oceán ztrácí kyslík

Od 60. let minulého století klesla hladina kyslíku ve světových oceánech asi o 2 procenta. I když to nemusí znít jako mnoho, neustálý pokles obsahu kyslíku v oceánských a pobřežních vodách, nazývaný deoxygenace, může změnit mořské ekosystémy a biologickou rozmanitost. To se z velké části děje kvůli globálnímu oteplování a odtoku živin.

Emise skleníkových plynů z antropogenních činností, jako je odlesňování a využívání fosilních paliv, zachycují sluneční teplo, ohřívají planetu a ohřívají oceány. Kyslík se při vyšších teplotách stává méně rozpustným, což znamená, že teplá voda pojme méně kyslíku než studená voda. Eutrofizace v důsledku nadbytečných vstupů živin, jako je dusík a fosfor ze zemědělství nebo odpadních vod, také stimuluje květy řas, což má za následek vyčerpání kyslíku, když se rozkládají.

[Related: Scientists say the ocean is changing color—and it’s probably our fault.]

Deoxygenace ovlivňuje živé zdroje a narušuje přirozené biogeochemické procesy, říká Nancy Rabalaisová, profesorka a předsedkyně oceánografie a studií mokřadů na Louisianské státní univerzitě, která zkoumá pobřežní eutrofizaci a hypoxická prostředí. Koncentrace kyslíku hrají roli v rychlosti rozkladu organické hmoty a koloběhu různých prvků v životním prostředí. Například deoxygenace může zlepšit recyklaci fosforu, snížit ztráty dusíku a zpočátku zvýšit dostupnost železa, což vše může změnit produktivitu pobřežních a oceánských ekosystémů.

Ztráta obsahu kyslíku má také významný dopad na mořské mikroby a živočichy. Deoxygenace může změnit jejich početnost a rozmanitost, snížit kvalitu a množství vhodných stanovišť pro ně a narušit reprodukci. Pokles kyslíku nemusí být velký, aby potenciálně způsobil změny v celém ekosystému. V zónách s minimem kyslíku, které se již mohou blížit fyziologickým prahům, může mít i malý pokles kyslíku drastický dopad.

Když oceány ztrácejí kyslík, mořské organismy se dostávají do stresu a potřebují se přizpůsobit – pokud mohou – aby přežily. Druhy, které jsou obzvláště citlivé na změny okysličení, jako jsou tuňáci a žraloci, jsou vytlačovány do mělčích biotopů, protože se rozšiřují zóny s nedostatkem kyslíku, říká Anya Hess, kandidátka PhD na Rutgers University, která studuje okysličování oceánů. Deoxygenace také ohrožuje ekosystémové služby zásobování potravou v oceánu pro lidi, což může vést ke snížení úlovků pro rybolov a kolapsu regionálních populací.

Ačkoli nový výzkum naznačuje, že deoxygenace se může nakonec zvrátit, nemusí k tomu dojít až do daleké budoucnosti. V nedávné studii publikované v PřírodaHess a její spoluautoři se podívali na teplé období miocénu před asi 16 až 14 miliony let, kdy byly teploty a koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře vyšší než dnes, aby studovali „možný příklad toho, jak se oceány chovají během trvale teplých období,“ říká.

Jejich výsledky ukazují, že východní tropický Pacifik – hlavní zóna s nedostatkem kyslíku nebo „mrtvá“ zóna, která ztrácí kyslík, jak se klima otepluje – byla v té době dobře okysličená, což naznačuje, že deoxygenace by se mohla v dlouhém časovém horizontu zvrátit, protože klima pokračuje. teplý.

[Related: A deep sea mining zone in the remote Pacific is also a goldmine of unique species.]

Klimatické modely ze studie z roku 2018 zveřejněné v Globální biogeochemické cykly předpovídat, že koncentrace kyslíku se může začít zvyšovat a oblasti s nedostatkem kyslíku v oceánu se mohou v letech 2150 až 2300 začít zmenšovat v důsledku klesající tropické exportní produkce – zásobování živinami z nitra oceánu – v kombinaci se zvýšenou ventilací oceánů nebo transportem povrchových vod do vnitrozemí . Mořské ekosystémy však již dnes čelí různým dopadům – a oživení je těžké, protože deoxygenace může překonfigurovat potravní sítě a organismy, které se nemohou vyhnout nízkým hladinám kyslíku, mohou upadnout do letargie nebo zemřít.

„Nemyslím si, že bychom měli čekat, abychom viděli, zda se deoxygenace obrátí, jak se klima bude nadále oteplovat,“ říká Hess. „Víme, že rostoucí teploty způsobují deoxygenaci oceánů, takže pokud ji chceme zastavit, víme, co musíme udělat – snížit emise skleníkových plynů.“

Tvůrci politik mohou také zavést dlouhodobé monitorovací programy po celém světě ke studiu měření kyslíku, což pomůže identifikovat vzorce a předvídat biologické reakce. Celkově vzato, trendy deoxygenace se mohou v budoucnu nakonec zvrátit, ale podniknutí kroků ke zmírnění změny klimatu a řízení odtoku živin bude dnes přínosem pro lidi a mořské ekosystémy.