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.
Przez większość roku wody Zatoki Meksykańskiej tętnią życiem, od niewielkich skorupiaków po olbrzymie fiszbinowce. Ale każdego lata zdarza się katastrofa. Około maja zwierzęta zaczynają stamtąd uciekać. Wkrótce stworzenia niepotrafiące pływać albo pływające zbyt wolno duszą się i masowo wymierają. Od później wiosny do wczesnej jesieni tysiące kilometrów kwadratowych wzdłuż wybrzeża staje się martwą strefą niezdolną do utrzymania większości form życia wodnego.
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.
Ta dziwna coroczna klątwa to nic niezwykłego. Martwe strefy istnieją na całym świecie. Żeby poznać przyczynę ich powstania, najpierw trzeba zrozumieć, jak działa zdrowy morski ekosystem.
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.
W każdym zbiorniku wodnym otrzymującym dość światła słonecznego dobrze rozwijają się roślinopodobne organizmy, jak algi i cyjanobakterie. Chmury alg pokrywają powierzchnię głębokich wód, a w płytszych obszarach glebę pokrywają olbrzymie wodorosty i trawa morska. Te organizmy nie tylko stanowią podstawę tutejszego łańcucha pokarmowego. Ich fotosynteza dostarcza tlen niezbędny do życia morskich zwierząt.
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.
Oprócz nasłonecznienia i dwutlenku węgla glony potrzebują też składników odżywczych, takich jak fosfor i azot. Chociaż tych zasobów zwykle brakuje, czasami otaczający dział wodny zalewa przybrzeżne wody substancjami odżywczymi. Duża ulewa może zmyć osad bogaty w składniki odżywcze z lasu do jeziora. Dodatkowe zasoby prowadzą do ogromnego wzrostu glonów znanego jako eutrofizacja. Jednak zamiast dostarczać więcej pokarmu i tlenu ten gwałtowny wzrost ma śmiertelne konsekwencje. Więcej glonów rosnących na powierzchni blokuje światło słoneczne roślinom niżej. Pozbawione światła rośliny wymierają i rozkładają się w procesie, który dodatkowo zużywa zapas tlenu w wodzie. Z czasem może to zmniejszyć zawartość tlenu do mniej niż 2 miligramów tlenu na litr, tworząc niezdatną do życia martwą strefę.
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.
Istnieją rzadkie akweny podlegające naturalnej eutrofizacji. Rejony takie jak Zatoka Bengalska obfitują w zamieszkujące dno życie morskie, które przystosowało się do warunków o niskiej zawartości tlenu. Jednak przez działalność człowieka eutrofizacja stała się częstym zjawiskiem. Bogate w składniki odżywcze odpady ze ścieków i procesów przemysłowych często trafiają do jezior, ujść rzek i wód przybrzeżnych. Zatoka Meksykańska to jedno z największych na świecie miejsc zanieczyszczanych nawozem.
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.
Rolnictwo amerykańskie w dużej mierze opiera się na nawozach azotowych i fosforowych. 31 stanów, w tym czołowi producenci rolni Ameryki, ma dostęp do dorzecza Mississippi i wszystkie ich odpady spływają do Zatoki Meksykańskiej.
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.
Rolnicy stosują większość nawozu w okresie wiosennym, więc wkrótce potem następuje powódź substancji odżywczych. W Zatoce Meksykańskiej rozkładające się glony opadają w pas zimnej słonej wody przy dnie morskim. Gęste niższe wody nie mieszają się z cieplejszą wodą słodką powyżej, więc potrzeba nawet czterech miesięcy, żeby burza tropikalna umożliwiła pełny powrót wody nasyconej w tlen do zatoki.
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.
Ta martwa strefa kosztuje obecnie amerykański przemysł rybny i turystyczny aż 82 miliony dolarów rocznie, a koszt będzie tylko wzrastał wraz ze zwiększeniem martwej strefy. Średnio martwa strefa zatoki zajmuje około 15 tysięcy kilometrów kwadratowych, ale w 2019 roku wzrosła do ponad 22 tysięcy kilometrów kwadratowych. To w przybliżeniu obszar New Jersey.
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.
Działalność człowieka powoduje wzrost innych martwych stref na całym świecie. Co można zrobić? Na krótką metę kraje mogą obostrzyć przepisy dotyczące odpadów przemysłowych i zakazać wyrzucania nieoczyszczonych ścieków do oceanu. Na farmach można sadzić strefy buforowe w formie zadrzewień pochłaniających odpływy. Długotrwałe rozwiązania będą wymagać radykalnych zmian w uprawie żywności. Obecnie zachęca się rolników do stosowania technik, które zmniejszają zdrowotność gleby i głównie opierają się na nawozach bogatych w azot. Ale zapotrzebowanie na te substancje byłoby niższe, gdyby gleba odzyskała naturalne składniki przez sadzenie różnych upraw kontrolujących erozję gleby i żyzność. Miejmy nadzieję, że wkrótce uda nam się dokonać tych fundamentalnych zmian. Jeśli nie, przyszłość morskich ekosystemów może przepaść jak kamień w wodę.