Egyre közelebb a csontokat is feloldó mélytengeri halálzóna

Ezer méternél nagyobb mélységben már nincs természetes fény

Fotó: AFP/NEKTON/Ho

A karbonát-kompenzációs mélység – egy olyan mélytengeri zóna, ahol a magas környezeti nyomás és az alacsony hőmérséklet miatt kialakuló savas környezet feloldja a kalcium-karbonát héjakat és a csontokat, a század végére a világtenger átlagmélységének már mintegy a felét fogja kitenni – állítja egy frissen közölt kutatás. Miközben a világóceán felszíni hőmérsékletének folyamatos emelkedése kiterjeszti a meleg víztömegek mélységhatárát, eközben a „halálzóna” egyre magasabbra emelkedése is új kihívást jelent a tengeri élővilág számára, aminek közvetett hatásai túlmutatnak a tengeri ökoszisztémán.

A furcsa óceáni „halálzóna”, ami elemészti a csontokat

A világtenger nagyobb mélységeiben az igen magas környezeti nyomás és a fagyponthoz közeli alacsony hőmérséklet megváltoztatja a tengervíz kemizmusát, ami miatt az óceán 3500-4000 méteres mélységtartományában a tengervíz savas kémhatásúvá válik. Az oceanográfusok ezt hívják karbonát-kompenzációs határvonalnak. A savas kémhatásúvá váló mélységi vizek elemésztik a tengerfenékre süllyedt csontokat, illetve az elpusztult külső vázas élőlények héjait. Azt például, hogy az 1912. április 15-én hajnalban elsüllyedt híres óceánjáró, a Titanic roncsai között nem lehet emberi maradványokat találni, szintén a karbonát-kompenzációs zóna eme hatására vezethetjük vissza: a legendás luxusgőzös roncsai ugyanis a karbonát-kompenzációs határvonal alatt, több mint 3 800 méter mélyen fekszenek. 

A Titanic roncsa 3 861 méter mélyen fekszik az észak-atlanti fenéksíkságon
Fotó: Atlantic Productions/Magellan

A karbonát-kompenzációs mélység savas környezeti viszonyai teljesen más okra vezethetők vissza, mint a felszíni vizek utóbbi évtizedekben tapasztalt elsavasodása. Amíg utóbbinál a megnövekedett légköri szén-dioxid fokozott elnyelése vezet a növekvő savasodáshoz, az előbbinél a nagy nyomás és az alacsony hőmérséklet. A vízoszlop hidrosztatikus nyomása tíz méterenként egy atmoszférával (at) növekszik. Négyezer méter mélyen ennek megfelelően a környezeti nyomás már 400 at, a hőmérséklet pedig stabilan + 2,5 – +3 Celsius-fok körüli. Ez az a környezet, ahol az említett két tényező miatt a víz is savasabbá válik. (A nagyjából 3 000-3 500 métertől kezdőd állandó vízhőmérséklet egyedül a mélység függvénye; az egyenlítő térségében ezeken a mélységeken ugyanolyan hideg a víz, mint a sarkkörök vidékén.) 

Ezer méternél nagyobb mélységben már nincs természetes fény
Fotó: AFP/NEKTON/Ho

E két eltérő okú savasodási folyamat azonban összefügg egymással, pontosabban e savas zónák „elindultak” egymás felé, mert amíg a növekvő szén-dioxid-koncentráció miatt az óceán felszíni víztömegének csökken a pH-ja, vagyis kiterjedtebbé válnak az elsavasodó a felszíni vizek , addig a karbonát-kompenzációs mélység is elkezdett felfelé terjeszkedni.

Folyamatosan emelkedik a zónahatár, és egyelőre megállíthatatlannak látszik a terjeszkedése

Azt az átmeneti zónát, amelyben a kalcium-karbonát kémiailag egyre instabilabbá válik és elkezd oldódni, lizoklinnak nevezik az oceanográfusok. Mivel a világtenger mélytengeri fenéksíkságai viszonylag laposak, a lizoklin alig néhány méteres emelkedése is gyorsan nagy kiterjedésű alultelített (savas) területeket alakít ki. A Science Direct szakfolyóiratban publikált tanulmány kimutatta, hogy ez a zóna már közel 100 métert emelkedett az iparosodás előtti idők óta, 

és valószínűleg több száz méterrel tovább fog emelkedni, méghozzá ebben az évszázadban. 

A világóceán legnagyobb területrésze, a több millió négyzetkilométernyi kiterjedt mélytengeri fenéksíkságok gyors átalakuláson mennek keresztül, melynek következtében a meszes üledék kémiailag instabillá válik és feloldódik. 

A tengerfenék üledékeinek karbonáttartalma a lizoklinon belül csökken, és a karbonát-kompenzációs mélység (CCD) alatt nullára csökken. A lizoklin felett a kalcittelítési mélység (CSD) található, a tengerfenék kalcium-karbonátban gazdag üledékeivel
Fotó: Live Science/Mark John Costello and Peter Townsend Harris

A lizoklin, vagyis az átmeneti zóna felső határát kalcittelítési mélységnek nevezzük, amely felett a tengerfenék üledékei kalcium-karbonátban gazdagok, és az óceán vize túltelített ezekkel az ásványokkal. A karbonát-kompenzációs mélységnek ennek megfelelően ott kezdődik a felső határa, ami alatt a tengerfenék üledékei már csak alig vagy egyáltalán nem tartalmaznak karbonátos ásványokat. A karbonát-kompenzációs mélység alatti területek kiterjedése nagymértékben eltér az óceánok különböző szektoraiban, de jelenleg a világóceán mintegy 41%-át foglalják el. 

A két térkép az úgynevezett korrozív fenékvizeknek kitett óceáni területek változásait mutatja be 17 különböző régióban. Az iparosodás előtti CCD sötétkék, a lizoklin feletti területek pedig világoskék színűek. Az A jelű térkép a jelenlegi állapotot, a B pedig a 300 méteres lizoklinemelkedést mutatja
Fotó: Live Science/Mark John Costello and Peter Townsend Harris

Az ipari forradalom óta e zóna határa az óceán szinte minden részén megemelkedett, kezdve az Indiai-óceán nyugati részén tapasztalható és alig kimutatható emelkedéstől az Atlanti-óceán északnyugati részén felfedezett több mint 300 méteres emelkedésig. Ha a kompenzációs mélységhatár további 300 méterrel megemelkedik, a zóna alatti terület mintegy tíz százalékkal lesz nagyobb, ami így már a teljes világtenger területének 51 százalékára fog kiterjedni.

Még nem világos, milyen hatásai lesznek a zónaszint megemelkedésének a tengeri élővilágra

Egy nemrégiben közzétett tanulmány először mutatta ki, hogy a karbonát-kompenzációs mélység egyben biológiai határvonalat is jelent, felette és alatta teljesen más típusú élőhelyek dominálnak. A Csendes-óceán északkeleti részén a kompenzációs mélység felett a tengeraljzat legelterjedtebb élőlényei a lágykorallok, a tengeri csillagok, a kagylók és csigák, valamint a tengeri liliomok és a bryozoák (mohaállatok), amelyek mindegyike elmeszesedett héjjal vagy vázzal rendelkezik. 

Mélytengeri lágykorall. A szín csak a mesterséges fénytől látszik, ott, ahol ez a korall él, 3000 méter mélyen a sötét zónában semmilyen természetes fény nem jut le
Fotó: CSIRO

A határ alatti zónát elsősorban puhatestűek, tengeri uborkák és virágállatok jellemzik. Ez az alultelített, vagyis savasabb környezet, mint élőhely már jelentősen korlátozza az élet elterjedését a világóceán mintegy 141 milliónyi négyzetkilométer kiterjedésű területén. (A világóceán teljes területe megközelítőleg 263 millió négyzetkilométer.) A karbonát-kompenzációs határ globális szintű felemelkedése komoly veszélyt jelent a tengeri ökoszisztémára. Elsősorban a magasabb szélességi körökön a felszíni vizek felmelegedése az oxigénszint csökkenésével jár együtt, ami megváltoztatja az eddigi élőhelyek környezeti viszonyait - írja a tanulmányra hivatkozva a Live Science tudományos portál. Kérdéses, hogy ehhez a relatíve gyors változáshoz hogyan tudnak alkalmazkodni az egyes állatcsoportok.

A mélytenger világát számunkra bizarr élőlények népesítik be
Fotó: NOAA

Fennáll ugyanis a reális veszély, hogy néhány gazdasági (halászati) szempontból fontos csoport megtizedelődik, illetve más, számára kedvezőbb területekre vándorol át. Egyes országok kizárólagos halászati övezeteit ezek a változások sokkal érzékenyebben érinthetik, mint másokét. A szakértők szerint az óceáni és a szigetországok általában többet veszíthetnek, míg a nagy kontinentális talapzattal rendelkező országok arányosan kevesebbet. A tanulmány szerzői modellszámítások alapján erre példákat is bemutatnak. Előrejelzésük szerint Bermuda kizárólagos gazdasági övezetét érinti leginkább a karbonát-kompenzációs mélység 300 méteres megemelkedése a jelenlegi szint fölé, mert ezzel az ország felségterületeihez tartozó tengerfenékének 68%-a a lizoklin alá kerülhet. 

Egyelőre még nem tárták fel pontosan, milyen hatása lesz a tengeri élővilágra a karbonát-kompenzációs zóna emelkedésének
Fotó: CSIRO

Ezzel szemben az Egyesült Államok kizárólagos gazdasági övezetének csak 6%-át, míg Oroszország hasonló területének csupán 0,39%-át érintik a változások. Globális szempontból figyelemre méltó, hogy a mélytengeri régiók 41%-a már ténylegesen savas állapotú, ennek növekedése pedig aggasztóan gyors ütemű. A karbonát-kompenzációs mélységhatár folyamatos emelkedésének a tengeri ökoszisztémára gyakorolt hatásai jelenleg még nincsenek pontosan feltárva, az ezzel kapcsolatos első tanulmányok csak pár éve jelentek meg.