Évezredeken keresztül fennmaradhatnak a tengeri sivatagok

Folyamatosan tápanyagban dús vizet szállít a Mississippi a Mexikói-öbölbe, az ezen élő algák viszont felhasználják az oxigént az összes többi tengeri élőlény elől. Eredmény? Egy tengeri sivatag.

A Mexikói-öböl északi részén, a Mississippi torkolatvidékénél az 1970-es években egy furcsa jelenségre figyeltek fel a kutatók: az itt található tengervíz oxigéntartalma a tavaszi időszakban drasztikusan lecsökken. A kutatók az USA déli partjai mentén húzódó területet halott zónának nevezték el, utalva arra, hogy a víz oxigéntartalma túl alacsony, így nem élnek meg benne a halak és egyéb tengeri élőlények sem.

Az extrém alacsony oxigénkoncentráció az USA déli partjainál eleinte két-háromévente alakult ki, az 1980-as évek óta azonban már minden évben megfigyelhető, és egyre nagyobb területre terjed ki. A halott zóna minden év tavaszán alakul ki a Mississippi és mellékfolyója, az Atchafalaya torkolatánál, Texas és Louisiana államok partvidéke mentén, ahogy a folyók az öbölbeli sós víztömegre egy tápanyagban gazdag felszíni vízréteget szállítanak a kontinentális területekről.

A jelenség augusztus végéig, szeptember elejéig figyelhető meg, amikor is intenzívebbé válik az atlanti hurrikánszezon, és az érkező trópusi ciklonok felkeverik az öböl vizét.

Miért hiányzik az éltető oxigén?

A tápanyagban dús vízréteg kedvező életfeltételeket biztosít az algák számára, így azok elszaporodnak, és a légzési, valamint lebomlási folyamataik során felhasználják a jelenlevő oxigént - az elpusztult algákat ugyanis baktériumok fogyasztják el, és ez a folyamat sok oxigént igényel.

Az oxigénhiányos állapot akkor áll elő, amikor a víz oxigéntartalma 2 milligramm/liter alá esik - ez legintenzívebben általában 9-18 méterrel a felszín alatt jelentkezik Ekkor az óceán mélyebb rétegeiben élő állatfajok, a halak, rákok és kagylók már nem képesek életben maradni.

Emberi tevékenység áll a háttérben

A Mississippi folyó medencéje az USA területének 40 százalékát fedi le, és a farmgazdaságok több mint fele itt található. A mezőgazdasági földek termőképességének növeléséhez használt műtrágyákból származó foszfátokat és nitrátokat a folyók a Mexikói-öbölbe szállítják, ahol a szerves anyagok feldúsulása megteremti az algavirágzás táptalaját.

A nitrogén- és foszfortartalmú műtrágyák először az 1930-as években jelentek meg az Egyesült Államokban, az 1960-as évektől kezdődően pedig egyre szélesebb körben alkalmazták őket a mezőgazdaságban, ami a nitrát- és foszfátkoncentráció ugrásszerű megemelkedését, az úgynevezett eutrofizációt eredményezett. A talajok termőképességét fokozó vegyi anyagok mellett a szerves anyagokat szintén tartalmazó szennyvíz és egyéb városi szennyezőanyagok is ezekbe a vizekbe kerülnek.

Szennyvíz ömlik a Pontchartrain-tóba, New Orleans mellett, s onnan a Mexikói-öbölbe ürül
Normális esetben a magas nitrogéntartalom megakadályozza a növények szaporodását és növekedését, túlzott mértékű jelenléte azonban a fitoplanktonok elszaporodásához vezet. A fitoplanktonok mikroszkopikus méretű, fotoszintetizáló tengeri organizmusok, amelyek virágzáskor - a magas klorofill-koncentrációnak miatt - világoskék és türkiz színűre festik a tengerek vizét. Habár páratlan látványt nyújtanak, a planktonok és algák megjelenése és gyors terjeszkedése a víz eutrofizációját, azaz elmocsarasodását okozhatja.

Miért épp tavasszal alakul ki?

Tavasszal újra és újra megjelenik a halott zóna, amikor is a folyók a hóolvadás és a gyakoribbá váló csapadékhullás révén nagy mennyiségű oldott anyagot tartalmazó vizeket szállítanak az öbölbe. Ezzel egyidejűleg a napfény mennyisége és intenzitása is növekszik, a melegebbre forduló idő és a csökkenő vihartevékenység pedig kedvező életfeltételeket teremt az algák számára.

A kevés számú vihar miatt ugyanis a mélyebben fekvő, oxigénszegényebb vízrétegek nem tudnak elkeveredni a felszíni oxigéndús vizekkel. Ennek következtében a mélyben élő növény- és állatfajok pont a szaporodási időszakban nem jutnak megfelelő mennyiségű oxigénhez.

Hatalmas méreteket ölthet

1985 óta a kutatók rendszeresen végeznek méréseket a halott zónában, figyelemmel kísérve a méretét. A legnagyobb területet 2002-ben ölelte fel, akkor közel 22 négyzetkilométerre terjedt ki az elalgásodott övezet. A korábbi becslések szerint az idei évben, a tavalyihoz hasonló méretet ér el a halott zóna, mintegy 20 ezer négyzetkilométert, amivel 2008 és 2001 mellett a második legnagyobb területet öleli fel.

A jelenség nem kizárólag a Mexikói-öböl térségére korlátozódik: bárhol kialakulhat, ahol nagy mennyiségű szerves anyag kerül a sekély part menti vizekbe. Ezek az oxigén-minimum zónák a műtrágya használat mérséklésével még belátható időn belül helyreállíthatóak, azonban dán tudósok nemrégiben arra figyelmeztettek, hogy a globális felmelegedés következtében is kialakulhatnak oxigénszegény környezetek. Ezek már jóval nagyobb kiterjedésűek lehetnek, és hosszú időn, akár évezredeken keresztül is fennmaradhatnak.