Kaj bi se zgodilo, če v oceanih ne bi bilo dovolj kisika za pestro množico organizmov, ki tam živijo? To bomo vedeli kmalu, verjetno že čez poldrugo desetletje. Kot kažejo rezultati raziskave, pred dnevi objavljene v reviji Global Biogeochemical Cycles, utegne segrevanje našega planeta že čez 10 ali 15 let porušiti naravno variabilnost in povzročiti občutno zmanjšanje količine kisika v globinah oceanov.
Raziskava, ki so jo opravili v ameriškem nacionalnem centru za atmosferske raziskave (NCAR), podružnici nacionalne znanstvene fundacije, potrjuje že nekaj časa razširjeno bojazen znanstvenikov, da utegne segrevanje planeta zmanjšati količino kisika v oceanih. In ne le to: opozarja tudi, da se to lahko zgodi zelo kmalu.
Dokaze, da je tak razvoj dogodkov povsem verjeten, že imamo. Ponekod v svetovnih morjih so strokovnjaki odkrili tako imenovane mrtve cone, območja z malo ali brez kisika, večja takšna območja pa naj bi po ugotovitvah raziskave nastala že v letih med 2030 in 2040.
Klimatologi sicer že nekaj časa napovedujejo, da bo globalno segrevanje – to je še zlasti izrazito v zadnjem času, ko leto za letom padajo rekordi v dvigu povprečne temperature – vplivalo na znižanje ravni kisika v oceanih. Toda vse do zdaj niso vedeli, kako opazen je ta upad in koliko ga povzroča naravna variabilnost, na primer pojav El Niño, koliko pa so zanj krive podnebne spremembe.
Stranski učinek segrevanja
»Izguba kisika v oceanih je eden resnih stranskih učinkov segrevanja ozračja, ki ogroža morski živelj,« v sporočilu za javnost poudarja vodilni avtor raziskave Matthew Long. »Ker količina kisika v oceanih niha zaradi naravnih vzrokov, na primer v odvisnosti od vetrov in temperature vodnega površja, je bilo zelo težko pripisati zniževanje ravni kisika prav podnebnim spremembam. Zdaj nam je ta delež krivde podnebnih sprememb uspelo izmeriti, poleg tega smo ugotovili, kdaj se pojavi in preseže vpliv naravne variabilnosti.«
Oceani dobivajo kisik z gladine, in sicer neposredno iz ozračja, ali pa ga v vodo izloči fitoplankton v procesu fotosinteze. Sposobnost oceana, da vsrka kisik naravnost iz zraka, pa se s segrevanjem morske vode bistveno zmanjša. In ne samo to. Toplejša voda na oceanskem površju se razširi in ima hkrati manjšo gostoto, zato težje potone v globino in tja prenese kisik. Zaradi naravnega segrevanja in ohlajanja se količina kisika na površju nenehno spreminja – te spremembe v globljih morskih plasteh lahko trajajo tudi več let ali celo desetletij.
Izredno hladna zima bi denimo v severnem Tihem oceanu povzročila, da bi površje vsrkalo veliko kisika, in naravno kroženje bi ga preneslo v globine, kjer bi se lahko ohranil še več let. Toda če bi namesto izredno hladne zime nastopila zelo topla, bi se vsrkavanje kisika bistveno zmanjšalo in njegov dotok v globine skoraj ustavil. Nastale bi mrtve cone, kjer zaradi pomanjkanja kisika morski živelj ne bi mogel preživeti.
Izsledili krivca
Da bi ugotovili, kolikšen delež pri tem ima naravna variabilnost in kolikšnega podnebne spremembe, so raziskovalci NCAR uporabili yellowstonski superračunalniški model Community Earth System in opravili več deset preizkušanj za obdobje od leta 1920 do leta 2100, pri čemer so preverjali delovanje pri različnih temperaturah zraka. S temi testi so ugotovili, kdaj so nihanja v količini kisika rezultat naravnih variacij in kdaj posledica globalnega segrevanja. Vzorce, ko se vsebnost kisika zmanjša zaradi globalnega segrevanja, so opazili pri simulacijah za leto 2030 in pozneje.
Na tej točki, torej čez slabih 15 let, naj bi se po ugotovitvah raziskave začelo čedalje težje obdobje za morske organizme. Z okrepljenim segrevanjem Zemlje naj bi bilo v globinah oceanov čedalje manj kisika ali pa sploh nič. Raziskava je odkrila, da je takšna deoksigenirana območja, torej območja brez kisika zaradi učinka podnebnih sprememb, že mogoče opaziti v južnem Indijskem oceanu in vzhodnem delu tropskega Tihega oceana ter v Atlantiku.
Ugotovili so tudi, da se bodo bistveno obsežnejša območja brez kisika začela pojavljati med letoma 2030 in 2040. Ponekod, na primer ob vzhodni obali Afrike, Avstralije in Jugovzhodne Azije, pa takih učinkov podnebnih sprememb verjetno ne bo pred letom 2100.
Atlas kisika
Med raziskavo so izdelali tudi atlas, ki prikazuje razliko med zmanjševanjem vsebnosti kisika v oceanu zaradi naravnih procesov in tistim zaradi podnebnih sprememb. S podatki iz računalniškega modela so oblikovali »kisikovide« v svetovnih morjih – slike količine kisika na posameznih območjih. Te kažejo, katera območja se ali se še bodo ponašala z obiljem kisika in katera so ali bodo z njim revna.
Pri tem so ugotovili, kako razlikovati med upadom vsebnosti kisika, ki ga povzročajo naravni vremenski pojavi, in vzorci, ki so posledica podnebnih sprememb. Ti, kot smo že omenili, bodo postali še zlasti izraziti okoli leta 2030.
Prav to spoznanje vodi h glavnemu sklepu raziskave, namreč, da bomo že čez 15 let priča obsežni deoksigenizaciji oceanov – zaznavanju in razrasti mrtvih con v vodah, ki sicer veljajo za zibelko življenja na našem planetu.
Rezultati raziskave niso uporabni samo za ozaveščanje ali morda celo zastraševanje, ampak imajo tudi velik praktični pomen. Omenjeni »kisikovidi«, slike količine kisika v oceanih, so lahko v veliko pomoč pri odločitvah, kje namestiti instrumente za merjenje kisika v prihodnje, da bi dobili kar najbolj pravilno predstavo o vplivih podnebnih sprememb. Trenutno namreč teh naprav ni prav veliko.
Nepovratne mrtve cone
»Nujno potrebujemo obsežna in nenehna opazovanja, kaj se dogaja v oceanih. Podatke bi nato primerjali s tistimi, ki jih imamo za dogajanje v preteklosti, z njihovo primerjavo in uporabo na modelih pa bi lahko bolje razumeli vpliv podnebnih sprememb,« poudarja dr. Long.
Mrtve cone v priobalnih območjih so že vrsto let znan pojav, ki nastaja predvsem zaradi dotoka dušika v izlivih rek s kmetijskih površin. Mrtvo cono celo sredi Atlantskega oceana, daleč od obale, pa so raziskovalci prvič odkrili lani. O tem smo v Znanosti poročali prav pred letom dni. Ta mrtva cona sicer po takratnih ugotovitvah ni bila posledica podnebnih sprememb, ampak so jo povzročili vrtinčasti tokovi, kljub temu pa nazorno kaže, kaj pomeni za življenje v oceanu.
Domnevali so, da je podobno kot priobalne mrtve cone nastajala ciklično, torej se je razširila poleti, ko je voda toplejša, in se zmanjšala pozimi, ko je v morju več kisika. A že tedaj so raziskovalci izrazili bojazen, da je ta cikel postal nepovraten. Predvidevali so, da so k nepovratnosti prispevale vedno višje temperature morske vode, zdaj predstavljena najnovejša raziskava pa to domnevo očitno potrjuje.