Ta ett djupt andetag och håll det i 30 sekunder.
Nu vet du hur det är för fisk i en död zon vid kusten, en plats där det finns lite eller inget syre i vattnet, säger Robert Diaz. Han är forskare vid Virginia Institute of Marine Science i Gloucester Point.
Du kan hämta andan efter 30 sekunder. Men i en död zon kan inte djur. Så fiskar, krabbor och andra djur som kommer in i en död zon kommer snabbt att lämna. Havsliv som inte kan simma iväg kan kvävas. “Det är så döda zoner får sitt namn”, förklarar Diaz.
Sedan 1994 har han och World Resources Institute i Washington, DC, identifierat och kartlagt 479 döda zoner runt om i världen. Det är mer än nio gånger så många som forskarna visste för ungefär 50 år sedan.
Det som utlöser förlusten av syre i havsvattnet är den explosiva tillväxten av havsliv som drivs av frigörandet av för många näringsämnen. När de växer kan dessa folkmassa helt enkelt använda för mycket av det tillgängliga syret.
Många näringsämnen som kommer in i vattnet – som kväve och fosfor – kommer från att möta de dagliga behoven hos cirka sju miljarder människor runt om i världen, säger Diaz. Gödselmedel, gödsel, avlopp och avgaser som bilar och kraftverk spyr ut hamnar i vattendrag som rinner ut i havet. Var och en kan bidra till att skapa döda zoner.
Upstreamers förorenar downstreamers
Regnvatten droppar över hustak, rinner ner i rännor och rinner över parkeringsplatser. Det sköljer genom odlingsfält, djurgårdar och avloppsreningsverk. Den rinner genom bäckar som mynnar ut i små floder. De små floderna sköljer in i större floder som rinner ut i kustområden som vikar och flodmynningar. (En mynning är en delvis sluten vattenmassa där en flod möter havet.)
Längs vägen samlar detta vatten upp näringsrika gödselmedel, avloppsvatten och föroreningar – allt som utgör växtföda.
Växtplankton är små encelliga växter och växtliknande organismer som alger. De flyter i vattnet. Enskilda växtplankton är för små för att ses utan mikroskop. Men de kan växa i miljoner och bilda “blomningar” i havet som är synliga från rymden. Dessa färgglada blomningar utlöser ibland döda zoner.
I ett balanserat ekosystem betar små djur som kallas djurplankton på växtplankton. Detta håller antalet plantliknande plankton i schack. Men om för mycket näringsämnen rinner ut i vattnet kommer djurplanktonet inte att kunna hålla jämna steg med växtplanktonets tillväxt.
“Näringsämnen som fosfor och kväve är bra till en viss grad, men för mycket är dåligt”, förklarar Robert Howarth från Cornell University. Han liknar det vid mat åt människor. Rätt mängd är hälsosamt: För mycket kan främja överväxt och sjukdom.
När växtplankton dör faller de till havsbotten. Så även djurplanktonbajs. Bakterier – små encelliga organismer – livnär sig på båda. För att bryta ner dessa avfall kommer den växande populationen av bakterier att behöva syre. Deras svamptillväxt kan därför beröva stora mängder syre från stora delar av kusthavet.
Blandning behövs
Vanligtvis, när bakterier stjäl syre från en vattenfläck, kommer fler att anlända när vågor och havsströmmar för in nytt vatten. Vågor kan också ta syre från atmosfären.
Döda zoner utvecklas när denna havsblandning upphör.
Floder som rinner ut i havet dumpar sötvatten i det salta havet. Solen värmer upp sötvattnet på havsytan. Detta vatten är lättare än kallt saltare vatten, så det flyter ovanpå det. När det inte finns tillräckligt med stormar (inklusive orkaner) och starka havsströmmar för att strömma vattnet, kan det kalla vattnet fastna under sötvattnet under långa perioder.
Utan nya förråd av syrerikt vatten kan förhållandena i lägre kustvatten – där bakterier äter – bli kvävande. Hypoxi (hög POX ee ah) är vad forskarna kallar detta tillstånd med låg syrehalt. När ett tillräckligt stort område utvecklar hypoxi uppstår en död zon.
Vissa marina djur, som maneter, kan överleva relativt låga syrenivåer. Fisk, krabbor och räkor gillar det inte, så de går. Men att flytta ut är inte ett alternativ för maskar, musslor och andra djur som har fastnat i sedimentet som de har huserat. Dessa varelser dör helt enkelt om deras grannskaps syre sjunker för lågt för länge.
Säsongsbetonade problem
Döda zoner är säsongsbetonade händelser. De varar vanligtvis i veckor eller månader. Sedan försvinner de när vädret förändras och havsblandningen återupptas.
En av världens största döda zoner utvecklas i Mexikanska golfen varje vår och sommar. Här kan syrebristet breda ut sig för att omfamna en vattenfläck lika stor som Lake Ontario, eller cirka 17 000 kvadratkilometer. År 2002 svällde vikens döda zon till sin största storlek någonsin: 22 000 kvadratkilometer, eller en region som spänner över ett område ungefär lika stort som Massachusetts.
Näringsämnen som bidrar till vikens döda zon kommer från hela Mississippifloden. Denna region är enorm. Regnvatten från 31 stater och södra Kanada – och alla föroreningar som det kan ta upp – rinner så småningom ut från denna bassäng till Mississippifloden.
Gulfens döda zon utvecklas vanligtvis inte förrän i mars. Det är då starka höst- och vinterstormar som blandar havsvatten dör ner. Det är också då lufttemperaturen börjar stiga. Viktigast av allt är att det är när Mississippifloden börjar transportera in i viken enorma mängder näringsfyllt vatten från smältande snö och is i hela dess bassäng.
Varje år kartlägger Nancy Rabalais effekterna av dessa föroreningar. En forskare vid Louisiana Universities Marine Consortium i Cocodrie, kryssar hon Mexikanska golfen och mäter syrekoncentrationer. 2011 förutspådde hennes team att Gulfs döda zon skulle vara en dumhet. Anledningen: Översvämningar i hela Mellanvästern svepte in rekordmängder av föroreningar mot viken.
Men den döda zonen blev inte så stor som hennes team hade förväntat sig. Anledningen: I juli blandade den tropiska stormen Don viken tillräckligt för att återföra syre till mycket av dess hypoxiska kustvatten. Sommarhavsströmmen rörde sig också i ett ovanligt mönster som tjänade till att krympa storleken på den döda zonen, säger Rabalais.
“Även om dess fotavtryck inte var så stort som vi förutspått”, medger hon, var den döda zonen vid Gulf 2011 “fortfarande mycket stor.”
Vissa är naturliga
Alla döda zoner är inte lika. Vissa områden med låg syre behöver ingen hjälp från människor och föroreningar. Sådana naturliga döda zoner bildas utanför Nord- och Sydamerikas västkuster och utanför sydvästra Afrika.
I dessa områden driver vindar från havet enorma mängder vatten bort från stranden. Det ersätts av djupt kallt vatten som väller upp mot ytan. De djupa havsvattnen är syrefattiga men fulla av näringsämnen. När dessa näringsämnen väl når den solbelysta ytan ger de bränsle till enorma växtplanktonblomningar som kan täcka hundratals kvadratkilometer.
Detta sker normalt långt från stranden. Men 2002 började fiskare nära Oregons kust hitta döda krabbor i sina fällor. Det visade sig att en död zon hade uppstått. Varje sommar sedan dess har forskare registrerat hypoxi som utvecklas relativt nära stranden. Forskare försöker nu ta reda på vad som orsakar det.
De två största av dessa döda zoner inträffade 2002 och 2006. Jack Barth Oregon State University i Corvallis liknar 2006 års händelse vid en skogsbrand. I vissa regioner sjönk syrevärdena till noll, säger han. Detta utplånade fisk och ryggradslösa djur (djur utan ryggrad) på ett närliggande stenigt rev.
Sedan dess har Barth och OSU-kollegan Francis Chan letat efter tecken på att revsamhället håller på att återhämta sig. Och bevis dyker upp. “Vi kan se den långsamma återsåningen av ryggradslösa djur, som anemonerna som är fästa vid stenarna”, säger Barth.
Men han förväntar sig att stora säsongsbetonade döda zoner kommer att fortsätta att utvecklas utanför kusterna Oregon och Washington i många år framöver. En teori om varför: Klimatförändringar producerar varmare lager av övre vatten som fångar kallare vatten nedanför. Dessa lager minskar havsvattenblandningen.
Med mindre blandning börjar de stora havsströmmarna som matar uppflödet i denna region med ännu mindre syre än de brukade. Men andra faktorer kan också spela in. Områdesvindar och kustvatten har till exempel börjat röra sig på nya sätt.
Hjälper döda zoner att återhämta sig
Svarta havet gränsar till Europa och Asien. Här utvecklades tidigare döda zoner som täckte ett område lika stort som Schweiz. Gödselmedel som rinner av vid stora jordbruksfält och djurfoder i fd Sovjetunionen var en primär orsak. Sedan, 1989, började delar av Sovjetunionen göra uppror. Två år senare bröt denna enorma nation upp i 15 olika länder.
Den politiska instabiliteten skadade jordbruksverksamheten. På kort sikt minskade användningen av kväve- och fosforgödselmedel av områdets jordbrukare. Nästan på en gång krympte storleken på Svarta havets döda zon dramatiskt. Om det nu bildas en död zon där är den liten, säger Rabalais. Vissa år finns det ingen.
Politisk omvälvning är inte en lösning som forskare skulle rekommendera för att bota döda zoner, erkänner hon. Men den här situationen illustrerar att det kan ha en enorm fördel att minska flödet av överskott av näringsämnen till floder och vikar.
Chesapeake Bay, USA:s största mynning, har sin egen döda zon. Och det område som drabbats har utökats under de senaste 50 åren på grund av föroreningar. Men sedan 1980-talet har bönder, markägare och statliga myndigheter arbetat för att minska näringsämnena som rinner ut i viken.
Bönder planterar nu täckgrödor, som havre eller korn, som använder gödselmedel som en gång sköljdes bort i floder. Odlare har också etablerat landbuffertar för att absorbera näringsavrinning och för att hålla djuravfall borta från vattendrag. Folk har till och med börjat använda tvättmedel gjorda utan fosfor.
2011 rapporterade forskare att dessa ansträngningar hade nått viss framgång när det gäller att krympa storleken på vikens döda zoner under sensommaren.
World Resources Institute listar 55 döda zoner som förbättras. “Samlet är att om vi tar en titt på vad som orsakar en död zon och fixar den, så försvinner den döda zonen”, säger Diaz. “Det är inte något som måste vara permanent.”
Kraftord
(anpassad från New Oxford American Dictionary)
dödzon Ett område i havet där det mesta eller allt syre har förbrukats.
mynningEn halvt sluten vattenmassa där sötvatten, som flöden från floder, möter tidvattnet från havet.
växtplanktonEncelliga växter och växtliknande organismer som flyter i vattnet.
zooplanktonSmå flytande djur i vattnet som livnär sig på växtplankton.
bakterier Encelliga organismer som kan leva nästan var som helst.
hypoxi Tillståndet när syre är under den nivå som krävs för att växter och djur ska överleva.
Uppvällande En process som drar djupt saltvatten som är rikt på näringsämnen upp till havsytan och ersätter varmare ytvatten som har drivits till havs av vindar.
Leave a Reply