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.
Hầu như quanh năm, vịnh Mexico là nơi dồi dào các sinh vật biển từ động vật giáp xác tí hon đến những con cá voi tấm sừng khổng lồ. Nhưng cứ đến mỗi mùa hè, tai ương lại ập đến. Cứ vào khoảng tháng Năm, các động vật bắt đầu chạy trốn khỏi đây. Chẳng mấy chốc, các sinh vật không thể bơi hoặc không thể bơi đủ nhanh sẽ bắt đầu bị ngạt thở và chết với số lượng khổng lồ. Từ cuối xuân đến đầu thu, hàng ngàn km vuông dọc bờ biển trở thành vùng biển chết — không thể duy trì sự sống đại dương.
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.
Lời nguyền kỳ lạ thường niên này không phải là đặc biệt duy nhất; những vùng chết như vậy xuất hiện ở khắp nơi trên thế giới. Nhưng để khám phá ra điều gì đã gây ra điều kiện chết người này, trước tiên chúng ta cần hiểu về một hệ sinh thái biển khoẻ mạnh.
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.
Ở những vùng nước được nhận đủ ánh nắng, các sinh vật giống thực vật như tảo và vi khuẩn lam thường phát triển mạnh. Những đám tảo che phủ khắp bề mặt của vùng nước sâu và ở những khu vực nước nông hơn, rong biển và tảo biển bao phủ cả đáy biển. Những sinh vật này không những tạo nên nền tảng của chuỗi thức ăn cục bộ, quá trình quang hợp của chúng cung cấp oxy
Besides sunlight and C02,
cần thiết cho động vật biển tồn tại.
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.
Bên cạnh ánh mặt trời và khí C02, sự phát triển của tảo biển còn dựa vào chất dinh dưỡng như phốt-pho và ni-tơ. Trong khi các nguồn này thường rất khan hiếm, đôi khi lưu vực sông xung quanh làm ngập vùng biển ven bờ với các dưỡng chất này. Ví dụ, một cơn bão lớn có thể rửa trôi lớp trầm tích giàu chất dinh dưỡng từ rừng vào trong hồ nước. Nguồn dinh dưỡng bổ sung này dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của tảo được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Nhưng thay vì cung cấp thêm thức ăn và oxy quá trình tăng trưởng đột ngột này lại mang những hậu quả chết người. Càng nhiều tảo phát triển trên bề mặt, chúng che ánh nắng đến thực vật bên dưới. Những thực vật bị thiếu ánh sáng này sẽ chết đi và phân huỷ và quá trình này sẽ sử dụng hết nguồn oxy trong nước vốn đã cạn kiệt. Theo thời gian, quá trình này có thể làm giảm lượng oxy hòa tan xuống ít hơn hai miligam trong một lít nước và khi đó sẽ tạo nên vùng chết.
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.
Có rất ít các vùng nước có thể dựa vào phú dưỡng tự nhiên. Những khu vực như vịnh Bengal có nhiều sinh vật biển sống ở dưới đáy sâu có thể thích ứng với điều kiện oxy thấp. Nhưng những hoạt động của con người khiến phú dưỡng xảy ra thường xuyên và trên diện rộng. Chất thải nhiều dinh dưỡng từ hệ thống cống và hoạt động công nghiệp thường đổ ra hồ, cửa sông, và khu vực ven biển. Và vịnh Mexico là một trong những khu vực đổ thải lớn nhất trên trái đất của một loại chất thải đặc biệt: phân bón.
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.
Nông nghiệp nước Mỹ phụ thuộc rất lớn vào phân bón chứa đầy ni-tơ và phốt-pho. 31 bang, bao gồm cả những bang sản xuất nông nghiệp hàng đầu Hoa Kỳ đều kết nối đến lưu vực sông Mississippi, và tất cả chất thải của họ đều đổ về Vịnh Mexico.
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.
Các nông dân dùng phân bón hầu hết suốt vụ mùa xuân, nên cơn lũ chất dinh dưỡng sẽ xảy ra ngay sau đó. Tại vịnh Mexico, tảo bị phân huỷ chìm xuống dải nước mặn lạnh gần đáy đại dương. Vì nước biển ở đáy có nồng độ cao không thể hòa tan nước ngọt ấm phía trên, có thể phải mất đến bốn tháng để chờ các cơn bão nhiệt đới mang nước chứa đầy oxy trở về vịnh.
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.
Vùng chết này đang gây tổn thất cho ngành thủy sản và du lịch Hoa Kỳ với khoảng 82 triệu đô mỗi năm, và mức hao tổn có thể tăng lên nếu vùng chết này ngày càng lớn hơn. Vùng chết tại vịnh Mexico có diện tích trung bình 15.000km vuông, nhưng vào năm 2019 nó đã tăng lên hơn 22.000km vuông xấp xỉ diện tích bang 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.
Các hoạt động của con người gây nên sự phát triển các vùng chết khắp thế giới. Vậy chúng ta có thể làm gì? Ngay lúc này, các nước có thể thiết lập quy định chặt chẽ về chất thải công nghiệp cấm xả những chất thải chưa được xử lý vào trong biển. Trên các cánh đồng, chúng ta có thể thực hiện canh tác vùng đệm trồng xen lẫn cây và cây bụi để hấp thụ chất thải. Tuy nhiên, các biện pháp lâu dài là cần thiết để thay đổi cơ bản cách chúng ta trồng thực phẩm. Các nông dân hiện nay được khuyến khích sử dụng các công nghệ mà làm giảm sự màu mỡ của đất và phụ thuộc vào nguồn phân bón chứa nhiều ni-tơ. Nhưng kiểu phân bón hóa học này sẽ không còn cần thiết nếu chúng ta khôi phục nguồn dinh dưỡng tự nhiên của đất bằng cách trồng đa dạng hoa màu có thể kiểm soát xói mòn và dinh dưỡng trong đất. Hy vọng con người có thể sớm thực hiện những thay đổi cơ bản này. Bởi nếu không, tương lai của hệ sinh thái đại dương có thể sẽ kết thúc trong dòng nước.