Эта статья — о снижении содержания кислорода в прибрежных районах и озёрах. Об исчезновении кислорода в глубинах океана см. ; о природных бескислородных водных бассейнах см. .

Мёртвые зоны () — так в англоязычной гидрографии называют гипоксические (т. е. с низким содержанием кислорода) области в мировом океане и крупных озёрах. Гипоксия возникает, когда концентрация растворённого в воде кислорода (далее — РК) опускается до отметки 2 мг/литр и падает нижеRobert Diaz, Rutger Rosenberg. Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems // Science // сентябрь 2008 // #321, vol. 5891 // стр. 926—929. Когда водоём испытывает такую гипоксию, его флора и фауна начинают изменять поведение, чтобы достичь участков воды с более высоким содержанием кислорода. Когда содержание РК в водоёме становится ниже 0,5 мг/литр, наступает массовая смерть. Такие явления фиксировались давно, они были естественного (природного) происхождения, однако с 1970-х годов океанографы начали отмечать увеличение числа таких случаев и размера мёртвых зон. Они фиксируются вблизи населённых побережий, где наиболее сконцентрирована водная жизнь.

Программа ООН по окружающей среде сообщила в 2004 году о 146 мёртвых зонах в мировом океане, где морская флора и фауна не могли существовать из-за низкого содержания кислорода. Площади этих зон варьировались от 1 до км². Исследование 2008 года заявило о 405 таких мёртвых зонах в мировом океанеDavid Perlman. Scientists alarmed by ocean dead-zone growth // sfgate.com // 15 августа 2008John Nielsen. 'Dead Zones' Multiplying In World's Oceans // npr.org // 15 августа 2008.

Причины

Прибрежные регионы, такие как Балтийское море, северная часть Мексиканского заливаGulf of Mexico ‘dead zone’ is the largest ever measured // noaa.gov // 2 августа 2017Gulf of Mexico Hypoxia Watch // ncddc.noaa.gov // Архивировано из первоисточника 9 октября 2007Blooming horrible // economist.com // 23 июня 2012 (здесь площадь мёртвой зоны в 2017 году оценивалась в км²Gulf of Mexico ‘dead zone’ is already a disaster – but it could get worse // theconversation.com // 11 августа 2017) и Чесапикский залив, а также крупные закрытые водоемы, такие как озеро Эри, пострадали от дезоксигенации из-за эвтрофикации. Избыток питательных веществ поступает в эти системы с реками, в конечном счёте из городских и сельскохозяйственных стоков, и усугубляется обезлесением. Эти питательные вещества приводят к повышенному образованию органического материала, который опускается на дно и потребляет кислород для дыхания.

Что касается Мексиканского залива, в образовании в нём мёртвых зон винят мясную промышленность и агроэкономическую систему СШАOliver Milman. Meat industry blamed for largest-ever 'dead zone' in Gulf of Mexico // theguardian.com // 1 августа 2017. В частности, претензии предъявляют к конкретным компаниям: Tyson Foods и Lucia von Reusner. Mystery Meat II: The Industry Behind the Quiet Destruction of the American Heartland // mightyearth.org // август 2017.

Считается, что увеличение количества и площади мёртвых зон связано с глобальным потеплением и деятельностью человекаOcean ‘dead zones’ are spreading – and that spells disaster for fish // theconversation.com // 7 апреля 2015.

Эти «мёртвые зоны» вызваны избытком азота, содержащегося в сельскохозяйственных удобрениях, сточных водах и выбросах транспортных средств и фабрик. В результате того, что эксперты называют «азотным каскадом», неочищенные химические вещества попадают в океаны и вызывают размножение планктона, который, в свою очередь, истощает запасы кислорода в воде. В то время как рыба может спастись от этого удушья, медлительные донные существа, такие как моллюски, омары и устрицы, имеют гораздо меньше шансов на спасение150 'dead zones' counted in oceans // nbcnews.com // 29 марта 2004.

Пресноводные и морские мёртвые зоны могут быть вызваны увеличением содержания питательных веществ (особенно азота и фосфора) в воде, — это явление известно как эвтрофикация. Эти питательные вещества являются основными строительными блоками одноклеточных растительноподобных организмов, которые живут в толще воды и рост которых частично ограничен доступностью этих материалов и элементов. При наличии бо́льшего количества доступных питательных веществ одноклеточные водные организмы (водоросли и цианобактерии) получают ресурсы, необходимые для того, чтобы начать размножаться с экспоненциальной скоростью. Экспоненциальный рост приводит к быстрому увеличению плотности определенных видов этого фитопланктона, явлению, известному как цветение водыRachel Gough, Peter J. Holliman, Gavan M. Cooke, Christopher Freeman. Characterisation of algogenic organic matter during an algal bloom and its implications for trihalomethane formation // Sustainability of Water Quality and Ecology // сентябрь 2015, vol. 6 // стр. 11—19D. W Schindler. «The Algal Bowl: Overfertilization of the World's Freshwaters and Estuaries» (2008) // изд. University of Alberta Press // ISBN 9780888644848.

Мёртвые зоны могут быть вызваны как природными, так и антропогенными факторами. Естественные причины включают прибрежный апвеллинг, изменения в ветре и характере циркуляции воды. Среди реже распространённых факторов — длительное пребывание в воде, высокие температуры и высокий уровень проникновения солнечного света через Morgane Le Moal, Chantal Gascuel-Odoux, Alain Ménesguen, Yves Souchon, Claire Étrillard, Alix Levain, Florentina Moatar, Alexandrine Pannard, Philippe Souchu, Alain Lefebvre , Gilles Pinay. Eutrophication: A new wine in an old bottle? // Science of the Total Environment // 13 сентября 2018 // vol. 651, pt. 1 // стр. 1—11.

Типы Мёртвые зоны могут быть классифицированы по типу и по продолжительности существованияAnne Marie Helmenstine. Dead Zones in the Ocean // thoughtco.com // 24 октября 2019 (обнов.): Постоянные мёртвые зоны — это глубоководные объекты, содержание кислорода в которых редко превышает 2 мг/л Временные мёртвые зоны — это недолговечные объекты, существующие считанные часы или дни Сезонные мёртвые зоны возникают ежегодно, как правило, в тёплые месяцы лета и осени Циклическая гипоксия Диэля — это специфическая сезонная мёртвая зона, которая становится гипоксической только ночью

Последствия Образование в мировом океане крупных мёртвых зон негативно влияет на рыболовство. Также в мёртвых зонах погибают кораллыAndrew H. Altieri, Hannah R. Nelson, Keryn B. Gedan. 8.8 The significance of ocean deoxygenation for tropical ecosystems – corals, seagrasses and mangroves // portals.iucn.org. А вот медузы в мёртвых зонах чувствуют себя вполне комфортно, есть даже такое понятие как «цветение медуз»Anthony J. Richardson, Andrew Bakun, Graeme C. Hays, Mark J. Gibbons. The jellyfish joyride: causes, consequences and management responses to a more gelatinous future // Trends in Ecology & Evolution // vol. 24, #6 // стр. 312—322 // 26 марта 2009. В больших количествах они производят, естественно, огромное количество слизи, и это приводит к серьёзным изменениям в пищевых сетях, поскольку этой слизью питаются весьма немногие организмыEd Yong. Jellyfish shift ocean food webs by feeding bacteria with mucus and excrement // discovermagazine.com // 6 июня 2011 // Архивировано из первоисточника 6 ноября 2018. «Цветение медуз» снижает количество отдыхающих на прибрежных курортах.

Мёртвые зоны также уничтожает так называемые «». Водоросли являются одновременно источником и поглотителем кислорода в окружающей толще воды и донных отложениях. Ночью давление кислорода во внутренней части водорослей линейно связано с концентрацией кислорода в толще воды, поэтому низкие концентрации кислорода в толще воды часто приводят к гипоксии тканей водорослей, что в конечном итоге может привести к их гибели. Косвенно гибель и деградация водорослей угрожает многочисленным видам, которые используют их как укрытие или как пищуMichelle Waycott, Carlos M. Duarte, Tim J. B. Carruthers, Susan L. Williams. Accelerating loss of seagrasses across the globe threatens coastal ecosystems // Proceedings of the national academy of sciences // 28 июля 2009 // vol. 106, #30 // стр. 12 377 — 12 381.

Мангровые леса также погибают, если в них возникают продолжительные по времени мёртвые зоныWorld Atlas of Mangroves. Highlights the Importance of and Threats to Mangroves // nature.org // 14 июля 2010 // Архивировано из первоисточника 17 июля 2010.

Местонахождение крупных мёртвых зон В 1970-х годах мёртвые зоны были впервые отмечены в насёленных районах, где интенсивное хозяйственное использование стимулировало научное изучение: в Чесапикском заливе (США), в проливе Каттегат (Скандинавия), который является устьем Балтийского моря, и в других важных местах рыболовства в Балтийском море, в Чёрном море, и в северной Адриатике.

Также мёртвые зоны зафиксированы в прибрежных водах Южной Америки, Китая, Японии и Новой Зеландии. Исследование 2008 года сообщило о 405 мёртвых зонах по всему миру.

Балтийское море Некоторые из причин резкого увеличения мертвых зон могут быть связаны с использованием удобрений, крупными животноводческими фермами, сжиганием ископаемого топлива и стоками с муниципальных очистных сооружений. Учитывая его огромные размеры, Балтийское море лучше анализировать по отдельным районам, а не в целом. Исследователи данного вопроса разделяют Балтику на девять подзонCecilia Rönnberg, Erik Bonsdorff. Baltic Sea eutrophication: area-specific ecological consequences // Hydrobiologia // январь 2004 // из книги Biology of the Baltic Sea // стр. 227—241.

Чесапикский залив Как сообщает National Geographic, «в Чесапикском заливе, на Восточном побережье США, в 1970-х годах была обнаружена одна из первых мёртвых зон, из когда-либо выявленных. Высокий уровень содержания азота в Чесапике обусловлен двумя факторами: урбанизацией и сельским хозяйством. Западная часть залива полна фабрик и городских центров, которые выбрасывают азот в воздух. Атмосферный азот составляет около трети всего азота, поступающего в залив. Восточная часть залива является центром птицеводства, которое производит большое количество помёта.»Dead Zone // National Geographic

Река Элизабет (штат Виргиния, США) Эстуарий короткой (10 км), но полноводной реки имеет большое значение для крупных городов Норфолк, Чесапик, Верджиния-Бич и Портсмут. Она уже много десятилетий загрязняется азотом и фосфором, а также токсичными отходами судостроительной промышленности, военных, крупнейшего в мире предприятия по экспорту угля, нефтеперерабатывающих заводов, погрузочных доков, объектов по ремонту контейнеров и других предприятий, поэтому выловленная здесь рыба «запрещена к употреблению с 1920-х годов»Rona Kobell. Elizabeth River rises from the depths // bayjournal.com // 1 июля 2011 // Архивировано из первоисточника 25 сентября 2019.

Озеро Эри