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.
A Mexikói-öböl vize az év nagy részében teli van élettel, a parányi rákoktól a hatalmas sziláscetekig. De minden nyár katasztrófát hoz. Május környékén az állatok menekülni kezdenek az öbölből. Az úszásra képtelen vagy lassan úszó élőlények hamarosan fuldokolni kezdenek, és hatalmas tömegekben pusztulnak el. Késő tavasztól kora őszig több ezer négyzetkilométernyi part menti víz válik halálzónává, amelyben a tengeri élővilág nagy része képtelen a túlélésre.
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.
Ez a különös, évente visszatérő szerencsétlenség egyáltalán nem egyedi. Hasonló halálzónák a világ minden táján kialakultak. Ahhoz, hogy e végzetes állapot kiváltó okait megértsük, először azt kell megnéznünk, hogy működik egy egészséges tengeri ökoszisztéma.
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.
Minden víztestben, amely elegendő napfényhez jut, elszaporodnak a növényszerű organizmusok, például az algák és cianobaktériumok. A mély vizek felszínét algafelhők csíkozzák, míg a sekélyebb régiókban a tengerfenéken vannak kiterjedt hínár és moszattelepek. Ezek az organizmusok nemcsak a helyi tápláléklánc alapját képezik, de fotoszintézisük biztosítja a tengeri állatvilág létéhez szükséges oxigént is.
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.
A napfényen és a szén-dioxidon túl, az algák növekedéséhez tápanyag szükséges, például foszfor és nitrogén. Bár ilyen tápanyagokból jellemzően kevés áll rendelkezésre, előfordul, hogy a part menti vízbe a környező területekből kerül tápanyag. Ez történik például, amikor egy vihar tápanyagban gazdag üledéket mos az erdőből egy tóba. A plusz tápanyagnak köszönhetően az algák növekedése robbanásszerűen megindul, ezt a folyamatot hívjuk eutrofizációnak. De a hirtelen növekedés nem jelent több élelmet és oxigént, sőt, halálos következményei vannak. Ahogy egyre több alga úszik a felszínen, elzárja a fényt a mélyben élő növényektől. A fénytől megfosztott növények elhalnak és elbomlanak egy olyan folyamat során, amely tovább fogyasztja a vízben lévő amúgy is kevés oxigént. Emiatt az oxigéntartalom idővel a literenkénti 2 milligramm alá csökkenhet, így hozva létre a lakhatatlan halálzónát.
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.
Léteznek olyan ritka víztestek, amelyekben természetesen van jelen az eutrofizáció. Egyes régiók, mint például a Bengáli-öböl, tele vannak fenéklakó élőlényekkel, amelyek alkalmazkodtak az alacsony oxigénszinthez. Ugyanakkor az emberi tevékenység miatt az eutrofizáció egyre jobban terjed. A csatornarendszerből, ipari folyamatokból származó, tápanyagban gazdag szennyvíz gyakran végzi tavakban, torkolatokban és part menti vizekben. A Mexikói-öböl pedig egyike a legnagyobb hulladékgyűjtő területeknek a Földön, különösen, ami a műtrágyát illeti.
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.
Az amerikai mezőgazdaság előszeretettel használ nitrogén és foszfát alapú műtrágyát. 31 állam, köztük Amerika legnagyobb mezőgazdasági termelői, közvetlenül csatlakoznak a Mississippi vízgyűjtő területéhez, így az elfolyó víz a Mexikói-öbölbe kerül.
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.
A gazdálkodók a legtöbb műtrágyát a tavaszi ültetéskor használják, így a tápanyagáradat röviddel ezután jelenik meg. A Mexikói-öbölben a bomló alga lesüllyed a tengerfenékhez közeli hűvös, sós tengervízrétegbe. Mivel a sűrű, mély vízréteg nem keveredik a fölöttük lévő melegebb édesvízzel, akár négy hónapig is eltart, amíg a trópusi viharok oxigénben gazdag vizet juttatnak vissza az öbölbe.
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.
Az USA tengeri halászati és turisztikai iparának ez a halálzóna jelenleg évi 82 millió dollárjába kerül, és ez a költség a halálzóna növekedésével csak emelkedni fog. Az öböl halálzónája átlagosan körülbelül 15 000 négyzetkilométer, de 2019-ben például elérte a 22 000 négyzetkilométert, ami nagyjából New Jersey területének felel meg.
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.
Szintén az emberi tevékenység felelős a Föld más részein terjedő halálzónákért. De mit lehet tenni? Rövidtávon, az országok szigoríthatnak az ipari elfolyó víz szabályozásán, és tilthatják a kezeletlen szennyvíz óceánba engedését. A farmokon fákból és cserjékből pufferzónákat alakíthatunk ki, amelyek elnyelik az elfolyó vizet. Hosszútávon azonban a növénytermesztés radikális átalakítása szükséges. A gazdálkodók jelenleg olyan eljárásokat alkalmaznak, amelyek rontják a talaj állapotát, és nagyban támaszkodnak a nitrogéndús műtrágyákra. Kisebb szükség lenne azonban ezekre a kémiai anyagokra, ha helyreállítanánk a talaj természetes tápanyagtartalmát, olyan haszonnövények ültetésével, amelyek szabályozzák a talajeróziót, a fertilitást. Remélhetőleg hamarosan megvalósulnak ezek az alapvető változások, mert ha nem, búcsút inthetünk tengereink élővilágának.