W wodach na świecie ubywa tlenu. Badacze alarmują o zagrożeniu dla Ziemi

Tlen znika z jezior, rzek i oceanów w tempie, które zdaniem naukowców wykracza poza bezpieczne granice. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego przekonują, iż odtlenianie wód nie jest jedynie skutkiem zmiany klimatu, ale odrębnym procesem zagrażającym stabilności systemu Ziemi. Dlatego proponują uznać je za dziesiątą granicę planetarną – obok takich zagrożeń, jak globalne ocieplenie czy utrata różnorodności biologicznej.

Tlen znika z wód na całym świecie

Autorzy badania, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie Limnology and Oceanography, wzięli pod lupę spadek średniej zawartości tlenu rozpuszczonego w wodzie, spowodowany działalnością człowieka. Okazało się, iż skala zmian jest bardzo duża.

W ciągu ostatnich 50 lat średnia zawartość tlenu w oceanach zmniejszyła się o ok. 2 proc., przy czym największe straty odnotowano w wodach śródlądowych, w rejonach polarnych oraz w południowo-wschodnim Atlantyku, Oceanie Indyjskim oraz części Pacyfiku. w tej chwili ponad 200 miejsc na świecie doświadcza trwałej hipoksji, czyli stężenia tlenu wynoszącego mniej niż 2 mg O₂/l. W rzekach zawartość tlenu spada średnio o 1–1,5 proc. na dekadę, natomiast jeziora należą do ekosystemów najbardziej dotkniętych tym zjawiskiem – w strefie umiarkowanej tempo spadku stężenia O₂ sięga w nich 1,5–5 proc. na dekadę.

Odtlenianie napędza inne kryzysy środowiskowe

Najważniejszym przesłaniem pracy naukowców jest pokazanie, iż utrata tlenu nie zachodzi w izolacji. Autorzy szczegółowo opisują liczne sprzężenia zwrotne między odtlenianiem a pozostałymi granicami planetarnymi.

Ocieplenie klimatu zmniejsza rozpuszczalność tlenu, a jednocześnie nasila jego utratę poprzez wzrost temperatury i silniejsze uwarstwienie termiczne wód. Szacuje się, iż około 50 proc. utraty tlenu w górnym 1000 m oceanu wynika bezpośrednio ze spadku jego rozpuszczalności – efektu wzrostu temperatury. Przy scenariuszu wysokich emisji SSP5-8.5 do końca XXI w. temperatura powietrza może wzrosnąć o 3,7°C, temperatura powierzchni oceanów o 2,6°C, a tempo odtleniania w warstwie 100–600 m się potroi. choćby przy ambitnej redukcji emisji proces ten będzie postępował, choć znacznie wolniej.

Spadek zawartości tlenu w wodzie sprzyja powstawaniu podtlenku azotu (N₂O), jednego z najsilniejszych gazów cieplarnianych oraz najważniejszej w tej chwili substancji niszczącej warstwę ozonową. W warunkach beztlenowych wzrasta również produkcja metanu i siarkowodoru, co dodatkowo wpływa na klimat oraz funkcjonowanie atmosfery. Odtlenianie staje się więc nie tylko skutkiem zmiany klimatu, ale także kolejnym czynnikiem ją napędzającym.

Zagrożenie dla życia w wodzie

Autorzy badania zwracają uwagę, iż niedobór tlenu jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla różnorodności biologicznej. W skrajnych przypadkach prowadzi do masowego śnięcia ryb i powstawania tzw. martwych stref, jednak negatywne skutki pojawiają się znacznie wcześniej. choćby niewielkie obniżenie stężenia tlenu wpływa negatywnie na wzrost, przeżywalność i rozmnażanie organizmów wodnych, zwiększa ich podatność na choroby oraz zaburza funkcjonowanie całych sieci troficznych.

Zapisy kopalne wskazują na ścisły związek między dawnymi okresami silnego odtlenienia oceanów a wielkimi wymieraniami gatunków. Współczesne obserwacje pokazują podobny trend – wraz ze spadkiem zawartości tlenu maleje liczba gatunków, a w ekosystemach dominują organizmy najlepiej przystosowane do życia w ubogich tlenowo warunkach. W efekcie spada różnorodność zarówno genetyczna, jak i funkcjonalna ekosystemów.

Jak mierzyć globalne odtlenianie?

Jednym z głównych wyzwań jest opracowanie wskaźników pozwalających określić moment przekroczenia bezpiecznej granicy planetarnej. Autorzy proponują kilka możliwych podejść. Najbardziej oczywistym jest monitorowanie stężenia tlenu rozpuszczonego. Hipoksję definiuje się zwykle jako wartości ≤2 mg O₂/l, natomiast całkowity brak tlenu oznacza anoksję. Jednocześnie badania pokazują, iż około połowa organizmów dennych strefy umiarkowanej wykazuje śmiertelność choćby przy stężeniach przekraczających 2 mg O₂/l, dlatego część naukowców proponuje bardziej ostrożny próg 4,6 mg O₂/l.

Autorzy rozważają również wykorzystanie procentowego wysycenia wody tlenem, organizmów wskaźnikowych oraz tzw. wskaźnika metabolicznego, który opisuje relację między dostępnością tlenu a zapotrzebowaniem organizmów. Każde z tych podejść ma zalety, jednak żadne nie pozwala jednoznacznie wyznaczyć globalnej granicy bezpieczeństwa. Przynajmniej na razie.

Już dziś znajdujemy się w strefie podwyższonego ryzyka

Choć nie istnieje jeszcze ilościowo zdefiniowana granica planetarna dla odtleniania wód, zdaniem autorów opracowania obecny stan należy uznać za „strefę niepewności”, czyli obszar rosnącego ryzyka. Wskazują na to trzy główne argumenty.

Po pierwsze, odtlenianie jest silnie powiązane ze wszystkimi pozostałymi granicami planetarnymi i wzmacnia ich negatywne skutki. Po drugie, systemy wodne charakteryzują się bardzo długą „pamięcią” – choćby całkowite zatrzymanie emisji CO₂ nie zatrzymałoby procesu odtleniania, który będzie postępował jeszcze przez setki lat, a w głębokim oceanie choćby przez tysiąclecia. Po trzecie, możliwości naturalnego odtworzenia tlenu są bardzo ograniczone, ponieważ tempo jego ubytku nie jest rekompensowane przez produkcję na drodze fotosyntezy czy natleniania z atmosfery przez mieszanie się mas wodnych.

Potrzeba nowych działań naukowych i politycznych

Naukowcy podkreślają, iż uznanie odtleniania wód za dziesiątą granicę planetarną mogłoby znacząco zwiększyć zainteresowanie tym problemem zarówno w świecie nauki, jak i polityki. Ich zdaniem konieczne jest rozwijanie globalnego monitoringu tlenu, doskonalenie modeli opisujących zmiany zachodzące w wodach oraz lepsze uwzględnienie odtleniania w międzynarodowych i krajowych strategiach ochrony środowiska.

zdj. główne: Mostafa Ashraf Mostafa/Unsplash

Źródło:

Ferrer, E.M., Eddebbar, Y.A., Gangrade, S., McCormick, L.R., Pezner, A.K., Robinson, D., Garçon, V., Rose, K.C. and Levin, L.A. (2026), Abundant interactions and feedbacks between aquatic deoxygenation and the other planetary boundaries suggest “unsafe” levels of oxygen loss with far-reaching impacts. Limnol Oceanogr, 71: e70434. https://doi.org/10.1002/lno.70434