Od tlenu „uzależnione” są nie tylko organizmy lądowe, ale również wodne. Niestety życiodajnego pierwiastka zaczyna ubywać w oceanach. W efekcie rozrastają się tzw. martwe strefy, w których panują warunki niezdatne do życia dla ryb i skorupiaków, stanowiących główne pożywienie dla setek milionów ludzi.
Ziemia ma dwa płuca. Jednym są lasy deszczowe, drugim – oceany. Rozwijające się w nich mikroskopijne organizmy roślinne, tzw. fitoplankton, odpowiada za wytwarzanie mniej więcej połowy tlenu uwalnianego do atmosfery. Jednocześnie pochłania on podobną ilość dwutlenku węgla co rośliny lądowe. Jednak te proporcje stopniowo się zmieniają. W oceanach przybywa tzw. stref martwych wód, czyli obszarów, w których zawartość tlenu jest zbyt niska, by mogło w nich funkcjonować „normalne” życie – w tym ryby, ssaki i skorupiaki. Proces ten ma związek z ocieplającym się klimatem i coraz większą ilością chemikaliów spływających do mórz, m.in. ścieków i sztucznych nawozów. Skutki są odczuwalne już teraz. Na dłuższą metę mogą być dramatyczne.
W morzach i oceanach ubywa tlenu
Dramatyczne przede wszystkim dla mieszkańców biedniejszych części globu. Szacuje się, że oceany żywią 500 milionów ludzi na świecie i dostarczają 350 milionów miejsc pracy, głównie w krajach wyspiarskich, słabiej rozwiniętych gospodarczo. Łowisk jednak stopniowo ubywa – wraz z przyrostem stref martwych wód. Według szacunkowych danych liczba takich obszarów w ciągu minionych siedemdziesięciu lat wzrosła z niespełna 50 do ponad 500. A nie zanosi się na to, by proces miał się odwrócić. Sprzyjają mu zmiany klimatyczne.
Wraz z ocieplaniem się oceanów spada w nich zawartość tlenu – wzrost temperatury zmniejsza bowiem rozpuszczalność gazów w wodzie i utrudnia ich przenikanie do głębszych części akwenu. Od połowy ubiegłego wieku poziom tego pierwiastka w oceanach spadł o ok. 2 proc. (77 miliardów ton). Zdaniem naukowców to poważny ubytek, który zagraża zdrowiu organizmów morskich, spowalnia ich wzrost, ogranicza możliwości reprodukcyjne oraz zwiększa podatność na rozmaite choroby.
Gaz bardziej cieplarniany niż CO2
Jednak zmiany w oceanach mają konsekwencje także dla ekosystemów lądowych. Wpływając więc również na człowieka i nie ograniczają się do mieszkańców „biednych krajów”. Niższe stężenia tlenu w oceanach stwarzają dogodne warunki do rozwoju mikroorganizmów wytwarzających tlenek diazotu (w anestezjologii znany jako gaz rozweselający). To gaz, którego wpływ cieplarniany jest 300 razy silniejszy niż wpływ dwutlenku węgla – w efekcie „skuteczniej” przyczynia się on do wzrostu średniej temperatury powietrza. Deficyt tlenu w oceanach może również przekładać się na ubytek tlenu w powietrzu. Przyspieszony spadek poziomu tego gazu w atmosferze obserwowany jest od pięćdziesięciu lat.
Choć brzmi to paradoksalnie, strefy martwych wód są skutkiem dostarczania do mórz substancji stymulujących rozwój życia, tzw. pierwiastków biofilnych lub biogennych. Chodzi przede wszystkim o fosfor, pochodzący m.in. ze ścieków, środków piorących i detergentów, spływających rzekami do mórz i oceanów, oraz azot, jeden z głównych składników sztucznych nawozów. Jest on wypłukiwany przez deszczówkę z górnych warstw gleby i transportowany do cieków wodnych. Jednak azot do mórz i oceanów może trafiać również prosto z atmosfery – wraz z opadami, które „przechwytują” tlenki azotu pochodzące z emisji transportowych i przemysłowych.
Neurotoksyny w przybrzeżnych wodach
Wraz ze stężeniem pierwiastków biofilnych w wodach rośnie żyzność akwenów. Proces ten nosi nazwę eutrofizacji. Problem w tym, że z dogodnych warunków do rozwoju korzystają głównie glony, sinice oraz innego rodzaju fitoplankton. Tworzą one tzw. zakwity – zielone „kożuchy” ograniczające dopływ światła słonecznego do dolnych części akwenu. Powoduje to zahamowanie fotosyntezy, czyli wytwarzania przez rośliny związków organicznych z materii nieorganicznej przy udziale światła. To jeden z najważniejszych procesów biochemicznych na Ziemi, odpowiadający za utrzymanie właściwego poziomu tlenu w atmosferze.
Dodatkowo zakwity mogą stanowić źródło toksycznych związków – zarówno produktów metabolizmu glonów, jak i substancji powstających wskutek ich rozkładu. Tym ostatnim zajmują się „wyspecjalizowane” mikroby, które wykorzystują w tym celu tlen, powodując gwałtowny spadek jego stężenia w wodach przybrzeżnych. Szczególnie szkodliwe są zakwity, w których dominują sinice. Wytwarzają one toksyny niebezpieczne dla zwierząt, w tym ryb, i ludzi. Niektóre z tych związków mają działanie neuroktoksyczne, mogą powodować niewydolność oddechową, a nawet zgon, np. w razie przypadkowego połknięcia wody z taką substancją. Naukowcy tłumaczą w ten sposób wiele przypadków pomoru ptaków i ssaków morskich, m.in. nad Bałtykiem, w którym strefa martwych wód z obniżonym stężeniem tlenu obejmuje powierzchnię blisko 50 tys. kilometrów kwadratowych.
Stan wyjątkowy na Karaibach
W niektórych regionach eutrofizacja wymyka się spod kontroli. W czerwcu władze meksykańskiego stanu Quintana Roo ogłosiły stan wyjątkowy w związku z gigantyczną ilością sargasów, zawleczonych przez fale na tamtejsze plaże. To glony z rodziny brunatnic, które w ostatnich latach doprowadziły do kryzysu ekologicznego i sanitarnego w kilku krajach basenu Morza Karaibskiego. Od blisko dekady sargasy wypływają tam na ląd w dużych ilościach, gdzie ulegają procesom rozkładu. Jego następstwem jest nie tylko trudny do zniesienia odór, ale również emisja szkodliwych związków siarki, która przekłada się na pogorszenie stanu zdrowia okolicznych mieszkańców i zaostrzenie dolegliwości układu oddechowego. Badania wykazały również, że glony zawierają wysokie stężenia arsenu i innych metali ciężkich. Z roku na rok jest coraz gorzej. Władze Quintana Roo określiły sytuację jako „nieuchronną katastrofę naturalną”.
Glony kolonizują Atlantyk
Problem dotyczy nie tylko basenu Morza Karaibskiego. W 2011 r. podczas analizy danych satelitarnych NASA zaobserwowano zjawisko określane obecnie jako Wielki Atlantycki Pas Sargasowy. To gigantyczny zakwit rozciągający się od wybrzeży zachodniej Afryki aż do Meksyku. Od tego czasu pojawia się okresowo co roku, tworząc największe obserwowane dotychczas formacje glonów. Choć zakwit stanowi przyjazny habitat dla wielu organizmów morskich, w tym ptaków i ryb, to jednak jego długofalowe następstwa mogą być niebezpieczne. Gruby kożuch alg blokuje światło słoneczne, utrudniając fotosyntezę w niższych partiach oceanu, a substancje wydzielane przez rozkładające się glony są toksyczne dla zwierząt wodnych, w tym korali.
Według doniesień NASA od sargasów, wcześniej obecnych głównie w strefach przybrzeżnych, „zaroiło się” w miejscach, w których glony wcześniej nie występowały w takiej obfitości, m.in. na środku Atlantyku. Jako jedną z możliwych przyczyn zjawiska eksperci wskazują deforestację Amazonii i wzrost wycieku pestycydów do oceanu. Istotne znaczenie może mieć tu fakt, że w latach 2011–2018 wykorzystanie nawozów w Brazylii, przez teren której przepływa największa rzeka na świecie, wzrosło o 67 proc.
Źródło: NASA.gov
Foto: suju/pixabay
