For most of the year, the Gulf of Mexico is teeming with marine life, from tiny crustaceans to massive baleen whales. But every summer, disaster strikes. Around May, animals begin to flee the area. And soon, creatures that can’t swim or can’t swim fast enough begin to suffocate and die off in massive numbers. From late spring to early autumn, thousands of square kilometers along the coast become a marine dead zone— unable to support most forms of aquatic life.
بیشتر سال، خلیج مکزیک مملو از حیات آبزیان است، از سخت پوستان کوچک گرفته تا نهنگهای عظیم الجثه. اما هر تابستان، فاجعه فرا میرسد. حدود مه، حیوانات شروع به رفتن از این منطقه میکنند. و بزودی، موجوداتی که نمیتوانند شنا کنند یا به اندازه کافی سریع شنا نمیکنند شروع به خفه شدن میکنند و در به میزان زیادی میمیرند. از اواخر بهار تا اوایل پاییز، هزاران کیلومتر مربع در طول ساحل به منطقه حیوانات دریایی مرده تبدیل میشود قاد به حمایت از گونههای مختلف حیات دریایی نیست.
This strange annual curse isn’t unique; dead zones like this one have formed all over the world. But to explore what’s creating these lethal conditions, we first need to understand how a healthy marine ecosystem functions.
این نفرین عجیب سالانه بینظیر نیست: منطقه مرده مانند این در سراسر دنیا شکل گرفته است. اما برای کشف اینکه چه چیزی این شرایط مرگبار را ایجاد میکند، ما اول لازم است بدانیم که یک چگونه یک اکوسیستم دریایی سالم کار میکند.
In any body of water that receives sufficient sunlight, plant-like organisms such as algae and cyanobacteria thrive. Clouds of algae streak the surface of deep waters, and in shallower regions, large seaweeds and seagrass cover the ground. Not only do these organisms form the foundation of local food chains, their photosynthesis provides the oxygen necessary for aquatic animals to survive.
در هر بخشی از آب که نور کافی خورشید دریافت میکند، موجودات گیاهی مانند جلبک و سیانوباکتریها رشد میکنند. تودههای جلبک سطح آبهای عمیق را میپوشاند، و در مناطق کم عمقتر، جلبک دریایی بزرگ و چمنهای دریایی زمین را میپوشانند. این موجودات نه تنها پایه و اساس زنجیره های غذایی محلی را شکل میدهند، فتوسنتزشان اکسیژن لازم برای حیوانات آبزی برای زنده ماندن را تأمین میکند.
Besides sunlight and C02, algae growth also depends on nutrients like phosphorus and nitrogen. While such resources are typically in short supply, sometimes the surrounding watershed can flood coastal waters with these nutrients. For example, a large rainstorm might wash nutrient-rich sediment from a forest into a lake. These additional resources lead to a massive increase in algae growth known as eutrophication. But rather than providing more food and oxygen, this surge of growth has deadly consequences. As more algae grows on the surface, it blocks sunlight to the plants below. These light-deprived plants die off and decompose in a process which uses up the water’s already depleted oxygen supply. Over time, this can reduce the oxygen content to less than 2 milligrams of oxygen per liter, creating an uninhabitable dead zone.
درکنار نور خورشید و دی اکسیدکربن، رشد جلبکها همچنین بستگی به مواد مغذی مانند فسفر و ازت دارد. در حالی که چنین منابعی به طور معمول کم هستند، گاهی اوقات حوضه آبریز اطراف میتواند آبهای ساحلی را با این مواد مغذی لبریز کند. مثلا، یک باران شدید توفافی ممکن است رسوبات غنی از مواد مغذی را از جنگل به سمت دریاچه بشوید. این منابع اضافی منجر به افزایش گستردهای در رشد جلبکهایی به نام اوتریفیکاسیون میشود. بلکه عوض تهیه بیشتر مواد غذایی و اکسیژن، این رشد فزاینده پیامد کشندهای دارد. هر چه جلبکها بیشتر در سطح رشد میکنند، جلوی نور خورشید به گیاهان زیر را میگیرند. این گیاهان بدون نور میمیرند و تجزیه میشوند در فرآیندی از آب استفاده میکند که اکسیژن کاهش یافته است. درطول زمان، این میتواند میزان اکسیژن را کاهش دهد تا کمتر از دو میلی گرم اکسیژن در هر لیتر، ایجاد یک منطقه مرده غیرقابل سکونت.
There are rare bodies of water that rely on natural eutrophication. Regions like the Bay of Bengal are full of bottom-dwelling marine life that has adapted to low-oxygen conditions. But human activity has made eutrophication a regular and widespread occurrence. Nutrient-rich waste from our sewage systems and industrial processes often end up in lakes, estuaries and coastal waters. And the Gulf of Mexico is one of the largest dumping zones on earth for one particular pollutant: fertilizer.
بخشهای کمی از آب است که که وابسته به فرسایش طبیعی است. مناطقی مانند خلیج بنگال پر از زندگی دریایی دراعماق است که خود را با شرایط کم اکسیژن انطباق دادهاند. اما فعالیتهای انسانی باعث شده که فرسایش بعنوان یک اتفاق منظم و گسترده شکل گیرد. مواد زائد غنی از مواد مغذی از سیستم فاضلاب و فرآیندهای صنعتی اغلب از دریاچهها، رودها، رودخانهها و آبهای ساحلی سر در میآورد. و خلیج مکزیک یکی از بزرگترین مناطق تخلیه روی زمین برای یک آلاینده خاص: کود است.
American agriculture relies heavily on nitrogen and phosphate-based fertilizers. 31 states, including America’s top agricultural producers, are connected to the Mississippi River Basin, and all of their runoff drains into the Gulf of Mexico.
کشاورزی آمریکا بشدت به کودهای نیتروژن و فسفات وابسته است. سی و یک ایالت، شامل بزرگترین تولیدکنندگان کشاورزی امریکا، به حوضه رودخانه می سی سی پی متصل هستند، و همه فاضلاب آنها در خلیج مکزیک تخلیه میشود.
Farmers apply most of this fertilizer during the spring planting season, so the nutrient flood occurs shortly after. In the Gulf, decomposing algae sinks into the band of cold saltwater near the seafloor. Since these dense lower waters don’t mix with the warmer freshwater above, it can take four months for tropical storms to fully circulate oxygenated water back into the gulf.
کشاورزان بیشتر این کودها را در فصل کشت بهاری استفاده میکنند، بنابراین سیل مواد مغذی اندکی پس از آن رخ میدهد. در خلیج، جلبکهای تجزیه شده درآب نمکی سرد در نزدیکی کف دریا غوطه ور میشوند. از آنجا که این آبهای متراکم زیرین با آب شیرین گرم بالاتر مخلوط نمیشوند، برای طوفان های گرمسیری تا گردش کامل آب اکسیژندار به خلیج چهار ماه طول میکشد.
This dead zone currently costs U.S. seafood and tourism industries as much as $82 million a year, and that cost will only increase as the dead zone gets bigger. On average the gulf dead zone is roughly 15,000 square kilometers, but in 2019 it grew to over 22,000 square kilometers— approximately the size of New Jersey.
این منطقه مرده در حال حاضر صنایع دریایی و صنایع گردشگری ایالات متحده به میزان هشتاد و دومیلیون دلار در سال، هزینه دارد، و این هزینه فقط با افزایش منطقه مرده افزایش مییابد. مساحت میانگین منطقه مرده خلیج تقریبا پانزده هزار کیلومتر مربع است، اما در سال ۲۰۱۹ تا ۲۲ هزار کیلومتر مربع هم رشد کرد_ تقریبا به اندازه نیوجرسی.
Human activity is similarly responsible for growing dead zones around the world. So what can be done? In the short term, countries can set tighter regulations on industrial run-off, and ban the dumping of untreated sewage into ocean waters. On farms, we can plant buffer zones composed of trees and shrubs to absorb runoff. However, long term solutions will require radical changes to the way we grow food. Farmers are currently incentivized to use techniques that reduce the health of the soil and rely heavily on nitrogen-rich fertilizers. But there would be less need for these chemicals if we restore the soil’s natural nutrients by planting diverse crops that manage soil erosion and fertility. Hopefully we can make these fundamental changes soon. Because if we don’t, the future of our marine ecosystems may be dead in the water.
فعالیتهای انسانی برای رشد مناطق مرده در سراسر جهان مسئولیت دارند. پس چه میتوان انجام داد؟ درکوتاه مدت، کشورهای میتوانند مقررات سختگیرانه تر در مورد فاضلابها اعمال کنند و از تخلیه فاضلاب به آب های اقیانوس جلوگیری کنند. در مزارع، ما میتوانیم مناطق حائل متشکل از درختان و درختچهها برای جذب فاضلاب درست کنیم. هرچند که، راهحلهای بلند مدت به تغییرات اساسی در نحوه رشد غذایی که میخوریم دارد. کشاورزان در حال حاضر برای استفاده از تکنیکهایی تشویق میشوند که سلامت خاک را کاهش میدهد و بشدت به کودهای غنی شده از نیتروژن اتکا دارند. اما نیاز کمتری به این مواد شیمیایی هست اگر مواد مغذی طبیعی خاک را بازیابی کنیم با کاشت محصولات متنوعی که فرسایش خاک و باروری آن را مدیریت میکنند. امیدوارم بتوانیم این تغییرات اساسی را بهزودی انجام دهیم. زیرا اگر انجام ندهیم، آینده اکوسیستمهای دریایی ما ممکن است در آب مرده باشد.