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.
במשך רוב השנה, מפרץ מקסיקו שוקק חיים ימיים, מסרטנים זעירים ללוויתנים עצומים. אבל בכל קיץ מכה אסון. סביב חודש מאי, חיות מתחילות לברוח מהאזור. ובמהרה, יצורים שלא שוחים או לא שוחים מספיק מהר נחנקים ומתים בהמוניהם. מסוף האביב ועד תחילת הסתיו, אלפי קילומטרים רבועים לאורך החוף הופכים לאזור ימי מת -- שאינו מסוגל לתמוך ברוב צורות החיים הימיות.
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.
הקללה השנתית המוזרה הזו אינה יחודית; אזורים מתים כמו זה נוצרו מסביב לעולם. אבל כדי לחקור מה יוצר את התנאים הקטלניים האלה, צריך קודם להבין איך פועלות סביבות מחיה בריאות.
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.
בכל גוף מים שמקבל מספיק אור שמש, משגשגים אורגניזמים דמויי צמחים כמו אצות וכחוליות. ענני אצות מקשטים את פני המים העמוקים, ובאזורים רדודים יותר, אצות גדולות ועשב ים מכסים את האדמה. האורגניזמים האלה מהווים את הבסיס לשרשראות המזון המקומיות, והפוטוסינטזה שלהם מספקת את החמצן הדרוש להישרדות החיות הימיות.
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.
מעבר לאור שמש ופחמן דו חמצני, גדילת אצות תלויה גם בחומרים מזינים כמו זרחן וחנקן. בדרך כלל, הם נמצאים בכמות קטנה, אבל לפעמים קו פרשת המים באיזור מציף את מימי החוף בחומרים הללו. לדוגמה, סערה גדולה יכולה לשטוף משקעים עשירים בחומרים מזינים מהיער לתוך אגם. המשאבים הנוספים האלה מובילים לצמיחת אצות עצומה הנקראת אֶטְרוֹפיקַצְיָה. אבל היא אינה מספקת יותר אוכל וחמצן, אלא גורמת לתוצאות קטלניות. כשיותר אצות גדלות על פני השטח, הן חוסמות לצמחים בקרקעית את אור השמש. הצמחים חסוכי האור מתים ונרקבים בתהליך שמחסל את מעט החמצן הקיים. במשך הזמן, זה יכול להוריד את תכולת החמצן לפחות מ-2 מיליגרם של חמצן לליטר, מה שיוצר אזור מת שאינו ראוי למחיה.
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.
יש גופי מים נדירים שמסתמכים על אֶטְרוֹפיקַצְיָה טבעית. אזורים כמו מפרץ בנגל מלאים בקרקעית ביצורים ימיים שהתאימו את עצמם לתנאים של חמצן דליל. אבל הפעילות האנושית הפכה את האֶטְרוֹפיקַצְיָה למאורע רגיל ונפוץ. פסולת עשירה בחומרים מזינים ממערכות הביוב שלנו ותהליכים תעשייתיים מגיעה לעיתים קרובות לאגמים, שפכים וחופים. ומפרץ מקסיקו הוא אחד מאזורי השפיכה הגדולים בכדור הארץ לסוג אחד של מזהם: דשן.
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.
החקלאות האמריקאית מסתמכת מאוד על דשני פוספטים וחנקן. 31 מדינות, כולל המדינות החקלאיות המובילות בארה"ב, מחוברות לאגן נהר המיסיסיפי, וכל מי הנֶגֶר שלהן מתנקזים למפרץ מקסיקו.
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.
חקלאים משתמשים ברוב הדשן באביב, בעונת השתילה, אז הצפת החומרים המזינים מתרחשת מעט לאחר מכן. במפרץ, אצות נרקבות שוקעות לרצועה של מים מלוחים קרים ליד קרקעית הים. מאחר והמים הדחוסים הנמוכים האלה לא מתערבבים עם המים המתוקים החמימים מעליהם, זה יכול לקחת ארבעה חודשים עד שהסערות הטרופיות יחזירו באופן מלא מים מחומצנים למפרץ.
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.
העלות של האזורים המתים האלה לתעשיות המזון הימי ולתיירות יכולה להגיע עד 82 מיליון דולר בשנה, והעלות הזאת רק תיגבר כשהאזורים המתים יגדלו. בממוצע האזור המת במפרץ הוא בגודל של 15,000 קמ"ר, אבל ב-2019 הוא גדל ליותר מ-22,000 קמ"ר -- בערך בגודל של ניו ג'רזי.
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.
הפעילות האנושית אחראית באופן דומה לגדילה של אזורים מתים מסביב לעולם. אז מה אפשר לעשות? בטווח הקצר, מדינות יכולות להציב מגבלות קשוחות יותר על נגר תעשייתי, ולאסור על השלכת ביוב לא מטופל למי האוקיינוס. בחוות, אפשר לשתול אזורי חיץ שמורכבים מעצים ושיחים שיספגו את מי הנֶגֶר. עם זאת, פתרונות לטווח ארוך ידרשו שינויים רדיקליים בדרך בה אנחנו מגדלים מזון. כיום, חוואים מקבלים תמריצים על שימוש בשיטות שפוגעות בבריאות הקרקע ומסתמכות מאוד על דשנים עשירים בחנקן. אבל הצורך בכימיקלים האלה יקטן אם נשחזר את החומרים המזינים הטבעיים של הקרקע על ידי שתילת יבולים מגוונים שמטפלים בשחיקת הקרקע ובפריונה. יש לקוות שנוכל לעשות את השינויים הבסיסיים האלה במהרה. כי אם לא, עתידן של המערכות הימיות מוטל בסכנה.