Stężenie tlenu w wodach naszej planety gwałtownie i drastycznie spada – od stawów po oceany. Postępująca utrata tlenu zagraża nie tylko ekosystemom, ale także źródłom utrzymania dużej części społeczeństwa i całej planety, jak twierdzą autorzy międzynarodowego badania z udziałem GEOMAR, opublikowanego dziś w czasopiśmie Nature Ecology & Evolution.
Wzywają do uznania utraty tlenu w zbiornikach wodnych za kolejną granicę planetarną, aby skupić globalny monitoring, badania i środki polityczne.
Tlen jest podstawowym warunkiem życia na planecie Ziemia. Utrata tlenu w wodzie, zwana również deoksygenacją wodną, stanowi zagrożenie dla życia na wszystkich poziomach. Międzynarodowy zespół badaczy opisuje, jak postępująca deoksygenacja stanowi poważne zagrożenie dla źródeł utrzymania dużej części społeczeństwa i stabilności życia na naszej planecie.
Wcześniejsze badania zidentyfikowały szereg procesów o zasięgu globalnym, zwanych granicami planetarnymi, które regulują ogólną zdolność do zamieszkania i stabilność planety. Jeśli krytyczne progi tych procesów zostaną przekroczone, wzrasta ryzyko wystąpienia gwałtownych lub nieodwracalnych zmian środowiskowych na dużą skalę („punktów krytycznych”), a odporność naszej planety i jej stabilność zostaną zagrożone.
Wśród dziewięciu barier planetarnych znajdują się zmiana klimatu, zmiana użytkowania gruntów i utrata bioróżnorodności. Autorzy nowego badania argumentują, że deoksygenacja wód zarówno reaguje na inne procesy graniczne na planetach, jak i je reguluje.
„Ważne jest, aby deoksygenacja wód znalazła się na liście granic planetarnych” – powiedział profesor dr Rose z Rensselaer Polytechnic Institute w Troy w stanie Nowy Jork, główny autor publikacji. „Pomoże to wesprzeć i ukierunkować globalne działania w zakresie monitorowania, badań i polityki, aby pomóc naszym ekosystemom wodnym, a tym samym całemu społeczeństwu”.
We wszystkich ekosystemach wodnych – od strumieni i rzek, jezior, zbiorników i stawów po estuaria, wybrzeża i otwarty ocean – w ostatnich dziesięcioleciach nastąpił gwałtowny i znaczący spadek stężenia rozpuszczonego tlenu.
Od 1980 roku jeziora i zbiorniki wodne odnotowały utratę tlenu wynoszącą odpowiednio 5,5% i 18,6%. Od 1960 roku oceany odnotowały utratę tlenu wynoszącą około 2%. Choć liczba ta wydaje się niewielka, biorąc pod uwagę dużą objętość oceanów, oznacza to, że utracono znaczną masę tlenu.
Ekosystemy morskie również doświadczyły znacznej zmienności w zakresie niedoboru tlenu. Na przykład, w wodach śródlądowych u wybrzeży środkowej Kalifornii w ciągu ostatnich kilku dekad utracono 40% tlenu. Objętość ekosystemów wodnych dotkniętych niedoborem tlenu dramatycznie wzrosła we wszystkich typach ekosystemów.
„Przyczynami utraty tlenu w wodzie są globalne ocieplenie spowodowane emisją gazów cieplarnianych i wprowadzaniem substancji odżywczych w wyniku użytkowania gruntów” – mówi współautor pracy, dr Andreas Oschlies, profesor modelowania biogeochemii morskiej w Centrum Badań Oceanicznych GEOMAR Helmholtza w Kilonii.
„Jeśli temperatura wody wzrasta, rozpuszczalność tlenu w wodzie maleje. Ponadto globalne ocieplenie nasila stratyfikację słupa wody, ponieważ cieplejsza, nisko zasolona woda o mniejszej gęstości zalega na powierzchni chłodniejszej, bardziej słonej wody głębinowej poniżej.
„Utrudnia to wymianę ubogich w tlen głębokich warstw z bogatą w tlen wodą powierzchniową. Ponadto dopływ składników odżywczych z lądu sprzyja zakwitom glonów, co prowadzi do zwiększonego zużycia tlenu, ponieważ więcej materii organicznej opada i jest rozkładana przez mikroby na głębokości”.
Obszary w morzu, w których jest tak mało tlenu, że ryby, małże i skorupiaki nie są w stanie przetrwać, zagrażają nie tylko samym organizmom, ale także usługom ekosystemowym, takim jak rybołówstwo, akwakultura, turystyka i praktyki kulturowe.
Procesy mikrobiotyczne w regionach ubogich w tlen powodują także zwiększoną emisję silnych gazów cieplarnianych, takich jak podtlenek azotu i metan, które mogą prowadzić do dalszego wzrostu globalnego ocieplenia, a tym samym być główną przyczyną ubytku tlenu.
Autorzy ostrzegają: Zbliżamy się do krytycznych progów odtlenienia wód, co ostatecznie wpłynie na kilka innych granic planetarnych.
Profesor dr Rose stwierdza: „Tlen rozpuszczony reguluje rolę wód morskich i słodkich w kształtowaniu klimatu Ziemi. Poprawa stężenia tlenu zależy od zajęcia się przyczynami, w tym ociepleniem klimatu i spływem wód z terenów zabudowanych.
„Brak reakcji na odtlenienie wód ostatecznie wpłynie nie tylko na ekosystemy, ale także na działalność gospodarczą i społeczeństwo w skali globalnej”.
Tendencje do odtlenienia wód stanowią wyraźne ostrzeżenie i wezwanie do podjęcia działań, które powinny zainspirować zmiany mające na celu spowolnienie lub nawet złagodzenie tej granicy planetarnej.
Czujnik tlenu rozpuszczonego w wodzie
Czas publikacji: 12 października 2024 r.