Vad är den döda zonen i Mexikanska golfen?

Mississippi-floden är USA: s akvatiska aorta, som pumpar liv genom 2350 miles av USA: s hjärta. Dess nätverk av bifloder täcker 1, 2 miljoner kvadrat miles, tappar 30 stater och är den tredje största flodbassängen på jorden, efter Amazonas och Kongo.

Men på grund av en sammanflytning av faktorer har Mississippi också blivit en medarbetare i dödsfall och förflyttning av otaliga marina djur - för att inte tala om det ekonomiska lidandet för människor som är beroende av dem. När floden tömmer in i Mexikanska golfen, matar den oavsiktligt områdets "döda zon", en öde med låg syre som blossar upp varje sommar, vilket gör stränder av havet olivliga. Och tack vare historiska översvämningar kan detta år vara ett av de värsta som vi någonsin har sett, säger experter vid National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Uppväxt havsediment i Mexikanska golfen. Lägger till färgerna i bilden näringsämnen som järn från jord och kväve från gödselmedel. Dessa näringsämnen bränsle tillväxten av fytoplankton som färger havet blått och grönt. (Foto: Jeff Schmaltz / NASA Earth Observatory / Wikimedia Commons)

Den döda zonen i viken är den största i USA och den näst största av mer än 400 världen över, totalt som har vuxit exponentiellt sedan 1960-talet. Mindre döda zoner har också dykt upp i andra amerikanska vattenvägar, inklusive Lake Erie, Chesapeake Bay, Long Island Sound och Puget Sound och på många globala kustlinjer.

Den döda zonen i golfen är skyldig sin storlek - som förväntas täcka 7 829 kvadrat miles i år - till den mäktiga Mississippi, som samlar massor av jordbruks- och stadsavrinning från Midwestern-gårdar och städer som Minneapolis, St. Louis, Memphis, Baton Rouge och New Orleans. När allt som flyter ut i viken matar det över stora alger som blommar indirekt orsakar "hypoxi" eller låga syrehalter.

Den processen är nu på steroider, eftersom den svullna Mississippifloden bryter översvämningsrekord som har varit sedan 1920- och 30-talet, precis som de gjorde tillbaka 2011. Periodisk översvämning är normal, men flodens omgivande landskap har också förändrats dramatiskt under de senaste decennierna, med mer asfalterade ytor för att förvärra naturliga översvämningar, och mer syntetisk gödselmedel, djuravfall och andra näringsrika föroreningar som väntar på en resa söderut. Som marinforskare och dödzonsexpert Nancy Rabalais berättade för Site 2011 sätter de kemikaliebelastade översvämningarna hjulen i rörelse och skapade en massiv död zon i viken. Det är samma sekvens av händelser som inträffade i år. "Den bästa prediktorn är flodens nitratbelastning i maj, " säger Rabalais. "Och det belopp som kommer ner just nu indikerar att det kommer att bli det största någonsin."

Det är inte bara ett problem för livet i havet: Många fiskare och räkor tvingas jaga sina byten förbi en överdimensionerad död zon, vilket kan vara kostnadsöverkomligt, tillägger Rabalais. "När vattnet är hypoxiskt till mindre än 2 delar per miljon måste alla fiskar, räkor eller krabbor i det området lämna. Så det kommer att minska området där du kan fiska, " säger hon. "Inlandsfiske i Louisiana har mindre båtar, så många av dem kan bara inte fiska eller tråla. Det avstånd som krävs och bränslekostnaderna just nu kan hålla dem i hamn."

När alger attackerar

Fytoplankton är grunden för den oceaniska livsmedelskedjan, men för mycket av allt är inte bra. (Foto: NOAA MESA-projekt / Wikimedia Commons)

Döda zoner är ekologiska katastrofer, men de orsakas av en annars uppåtriktad medborgare: fytoplankton (bild), den flytande hörnstenen i havens matväv. Under normala förhållanden sliter de tacklöst under ytan, vilket gör livet som vi känner till det möjligt. De producerar ungefär hälften av syre vi andas och spelar avgörande roller i ekosystem över hela världen.

Ändå för alla deras fördelar är fytoplankton inte känt för självbehörighet - övermatar dem och de kommer plötsligt att växa ut ur kontrollen och bilda enorma "algblomningar" som kan sträcka sig över miles, ofta kväva andra liv. Ibland släpper de en översvämning av gifter, till exempel förödande röda tidvatten, och ibland är de bisarra men ändå uppenbarligen godartade, som den pälsiga, 12 mil långa "klumpen" som upptäcktes utanför Alaska nordkust 2009.

En röd tidvatten är svår att missa. (Foto: Alfred Rowan / Shutterstock)

Alger ansamlingar är vanliga i många vattenvägar runt planeten, och en blom behöver inte stava undergång. Alaska-klumpen gick så småningom ut till havet utan synlig skada, och mindre blommor flyter ibland ner även små floder och bäckar. Men beroende på typen och mängden alger som är inblandade kan ett planktonparti snabbt eskalera till en "skadlig algblomning" eller HAB.

Endast en bråkdel av världens algarter är giftiga, men saker blir ful när de samlas. Förmodligen de mest ökända giftiga algerna är de som är ansvariga för rödvatten - rosiga plommon som böljer under ytan (bild), snart följt av stanken av förgiftad, ruttnande fisk. Toxinet irriterar vanligtvis ögonen och huden hos människor som simmar under röda tidvatten och kan till och med bli luftburna, vilket skapar en "stickande gas" som svävar över en strand. Andra giftiga alger kan långsamt passera sina gifter uppåt på livsmedelsbanan genom bioackumulering, vilket kan orsaka sjukdomar som ciguatera fiskförgiftning, vilket kan innebära illamående, kräkningar och neurologiska symtom.

Icke-toxiska blommor är inte heller helgon, eftersom de stora, slemmiga mattorna de genererar ofta stör ett brett utbud av kustföretag, från matvanor för högervalar och fiskare till antikviteter av vilda strandgäster. De kan också kväva korallrev och sjögräsbäddar och äventyra de olika djur som bor där, inklusive vissa kommersiellt viktiga fiskar.

Inte ens de värsta algblommorna skapar dock hypoxiska zoner på egen hand. En riktig död zon är en teaminsats - enskilda alger inom en blom dör och regnar ner i djupet nedan, där de smälts av djupvattensbakterier, en process som förbrukar syre. Även med detta plötsliga syreavlopp rör den vinddrivna havsnurringen vanligtvis ner tillräckligt med syresatt ytvatten för att bota någon tillfällig hypoxi. Vissa naturliga förhållanden, nämligen varmt väder och en skiktning av färskt och salt ytvatten, behövs ofta för att en död zon ska bildas.

Den norra Mexikanska golfen har naturligtvis gott om båda. Dess döda zon växer på sommaren eftersom värme stiger, varma ytvatten och kallare bottenvatten skapar en stabil vattenspelare, vilket avskräcker den vertikala rivningen som skulle transportera syre uppifrån. Dessutom doussas viken kontinuerligt med sötvatten från Mississippi-floden och bildar en vätskebuffert på ytan som fångar syreutarmat saltvatten under.

Motorväg till den döda zonen

Den största totala bidragsgivaren till Mexikanska golfens döda zon är dock hela Mississippi-flodbassängen, som pumpar uppskattningsvis 1, 7 miljarder ton överskott av näringsämnen i vattnet i vattnet varje år, vilket orsakar en årlig alenmatande frenesi. Dessa näringsämnen kommer till stor del från avfall från jordbruket - mark, gödsel och gödselmedel - men också från fossila bränsleutsläpp och olika hushålls- och industriella föroreningar.

Bilar, lastbilar och kraftverk bidrar till vattenförsörjning genom att späda ut kväveoxider, men de representerar "punktkälla" -föroreningar, vilket innebär att deras utsläpp kommer från kända källor som kan övervakas och regleras. Mycket mer frustrerande att kontrollera är icke-källa föroreningar, som utgör det mesta av vad som tvättar i viken. Denna mångfaldiga flod av föroreningar rinner från uppfart, vägar, tak, trottoarer och parkeringsplatser i bäckar och floder, men mycket av det kommer från storskaligt jordbruk i Mellanvästern. Kväve- och fosforrika gödselmedel får allmänt skylt för de senaste spikarna av hypoxi i viken.

Fisk dödas vanligtvis inte av den döda zonen om den inte fångar dem mot kusten, eftersom de kan överväga de sjunkande syrgasnivåerna och flytta någon annanstans. De som slipper undan kan ta en värdefull kustfiskeindustri med sig, men de kan leda till ekonomiskt förödelse vid stranden. De som stannar kan drabbas ännu värre - karp som kontinuerligt lever i den hypoxiska zonen har visat sig ha mindre reproduktionsorgan, vilket höjer utsikterna till befolkningsolyckor tillsammans med massmigrationer.

Vissa bottenvåningar har inte möjlighet att lämna havsbotten, vilket gör dem till nr 1 skadade av döda zoner. Vissa maskar, kräftdjur och andra djur kvävs eftersom syret allt sugs bort av bakterier, vilket betyder att de inte kommer tillbaka när syret gör det; istället tar ett mindre antal kortlivade arter sin plats. Stora sniglar, sjöstjärnor och havsanemoner försvann till stor del från den döda zonen för 30 till 40 år sedan.

Håller hypoxi i fjärd

En kommersiell fiskebåt kommer till hamn i deltaet. (Foto: John Wollwerth / Shutterstock)

Mississippifloden har kort flödat bakåt innan jordbävningarna i New Madrid 1811 -12, och det kanske inte låter så illa med tanke på all förorening som den för närvarande matar in i viken. Problemet är dock inte själva floden, men vad finns i den.

Det är svårt att reglera föroreningar från icke-källor eftersom de kommer från så många olika platser, och rädsla för att krampa jordbruksekonomin i Mellanöstern har hjälpt till att få stora regler för att kontrollera näringsavlopp. EPA och flera andra federala och statliga myndigheter bildade en arbetsgrupp för döda zoner, och EPA: s Mexikanska Gulf-program var nyligen värd för Iowa-tjänstemän i Louisiana för att belöna dem för deras ansträngningar för att minska avrinningen. Det finns sätt att bekämpa befintlig näringsförorening, till exempel att plantera våtmarker eller höja skaldjurskolonier för att absorbera näringsämnen, men många jordbrukare gör redan små förändringar på egen hand, som plantering utan bearbetning eller förbättrade dräneringssystem.

Redaktörens anmärkning: Denna berättelse har uppdaterats sedan den först dök upp 28 juli 2009.

Relaterade Artiklar