Oceany i zbiorniki słodkowodne tracą tlen w alarmującym tempie, a kilka ostatnich badań ostrzega, że zjawisko to popycha planetę w kierunku stanu krytycznego, z którego odbudowa może być trudna. Społeczność naukowa od lat ostrzega przed deoksygenacją wód, ale obecnie dwa niezależne badania skupiają się na jej globalnych konsekwencjach i potrzebie traktowania jej jako poważnego zagrożenia dla planety, porównywalnego ze zmianą klimatu czy utratą bioróżnorodności.
Przegląd przeprowadzony przez Scripps Institution of Oceanography w Stanach Zjednoczonych proponuje włączenie poziomu tlenu rozpuszczonego do modelu granic planetarnych (Planetary Boundaries), systemu, który od 2009 roku identyfikuje kluczowe procesy utrzymania stabilności Ziemi. Według autorów, gwałtowny spadek zawartości tlenu w morzach, rzekach i jeziorach oddziałuje z innymi granicami, takimi jak zakwaszenie i cykle biogeochemiczne , generując kaskadowe efekty, które mogą być nieodwracalne w skali czasu, w jakiej żyjemy. Badanie, opublikowane w czasopiśmie „Limnology and Oceanography”, podkreśla, że deoksygenacja nie działa w izolacji: głównymi czynnikami są globalne ocieplenie, zanieczyszczenie mórz i zmiany wentylacji oceanów.
Planeta na skraju załamania z powodu braku tlenu
Badania Scripps, w które zaangażowani są naukowcy z kilku uniwersytetów, analizują, jak utrata tlenu wpływa na procesy biologiczne i chemiczne regulujące klimat. Od mikroskopijnych organizmów po duże drapieżniki morskie, wszystkie są zależne od tlenu rozpuszczonego , a jego spadek zagraża życiu wodnemu, a co za tym idzie, zdrowiu planety. Autorzy zwracają uwagę, że deoksygenacja już wpływa na ekosystemy przybrzeżne, rzeki i jeziora, a jej skutki potęgują inne bariery planetarne, takie jak utrata bioróżnorodności oraz zmiany w przepływach azotu i fosforu.
Erica Ferrer, główna autorka badania, wyjaśniła, że pomysł zrodził się po uczestnictwie w COP25 w Madrycie i ma nadzieję, że niniejszy przegląd pomoże decydentom politycznym uznać deoksygenację za kluczowy czynnik stabilności systemu ziemskiego . Propozycja dodania tlenu rozpuszczonego do ram Granic Planetarnych ma na celu podniesienie świadomości i zachęcenie do podjęcia działań łagodzących, które pomogą utrzymać bioróżnorodność i klimat.
Fiord Quitralco: naturalne laboratorium anoksji
Tymczasem w południowym Chile interdyscyplinarny zespół naukowców udokumentował skrajny przypadek niedoboru tlenu w fiordzie Quitralco w regionie Aysén. To pierwszy dowód na istnienie fiordu euksynicznego w tym rejonie, czyli takiego, w którym występuje całkowity brak tlenu rozpuszczonego i wysokie stężenie siarkowodoru , związku toksycznego dla większości organizmów. Badanie, prowadzone przez ośrodek I~mar na Uniwersytecie w Los Lagos, wykazało, że ten stan jest spowodowany czynnikami naturalnymi: ograniczoną cyrkulacją wody, długim czasem zalegania oraz wpływem aktywności wulkanicznej pobliskiego uskoku Liquiñe-Ofqui oraz wulkanów Mate Grande i Hudson.
Naukowcy, którzy pracowali w latach 2022-2025, odkryli, że warstwa beztlenowa zaczyna się na głębokości od 90 do 120 metrów i sięga dna morskiego na około 160 metrów. Wody powierzchniowe utrzymują normalny poziom tlenu dzięki wymianie z atmosferą , ale na głębokości skład chemiczny wody ulega całkowitej zmianie: zanikają azotany, wzrasta stężenie amoniaku, fosforanów, metanu i siarkowodoru, a w społeczności mikroorganizmów dominują bakterie beztlenowe. Chociaż w fiordzie znajdują się farmy łososia, autorzy dochodzą do wniosku, że panujące tam warunki euksyniczne są przede wszystkim naturalne, co czyni Quitralco wyjątkowym laboratorium do badania wpływu aktywności wulkanicznej i ograniczonej cyrkulacji na ekosystem morski.
Lekcje z przeszłości: Wielkie umieranie
Aby lepiej zrozumieć, co może się stać, jeśli utrata tlenu przyspieszy, naukowcy sięgają w przeszłość. Około 252 miliony lat temu, podczas masowego wymierania permsko-triasowego, znanego jako Wielkie Wymieranie, wyginęło 96% gatunków morskich i 70% gatunków lądowych . Badanie Uniwersytetu Stanforda, opublikowane w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”, wykazało, że głównym czynnikiem wyzwalającym było połączenie ekstremalnych fal upałów i spadku poziomu tlenu w oceanach, spowodowanego potężnymi erupcjami wulkanicznymi.
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty na organizmach żywych, aby porównać podatność różnych grup na zagrożenia. Odkryli, że zwierzęta o wolnym metabolizmie i ograniczonej mobilności, takie jak ramienionogi, były znacznie bardziej wrażliwe na wzrost temperatury i niedobór tlenu , podczas gdy mięczaki, ryby i szkarłupnie, dzięki większej muskulaturze i pojemności skrzelowej, zdołały przetrwać i rozwijać się. Ta biologiczna zmiana była nieodwracalna: przed wyginięciem w morzach dominowały ramienionogi; dziś małże je przewyższają liczebnie. Badanie ostrzega, że chociaż obecne prognozy ocieplenia są niższe niż te z okresu permu i triasu, trend ten jest niepokojący i wciąż mamy czas na podjęcie działań.
Połączenie tych trzech frontów – propozycji uwzględnienia tlenu w granicach planetarnych, naturalnego przypadku Quitralco i lekcji Wielkiego Wymierania – maluje obraz, w którym odtlenienie wód wyłania się jako jedno z głównych wyzwań środowiskowych XXI wieku . Naukowcy twierdzą, że łagodzenie jego przyczyn, przede wszystkim globalnego ocieplenia i zanieczyszczenia substancjami odżywczymi, ma fundamentalne znaczenie dla zapobieżenia przekroczeniu przez planetę progu, z którego trudno będzie się odbudować. Zdrowie oceanów i słodkiej wody to nie lada sprawa: od tego zależy stabilność całego systemu Ziemi.