Valtameret ja makean veden elimet menettävät happea hälyttävää vauhtia, ja useat viimeaikaiset tutkimukset varoittavat, että tämä ilmiö työntää planeettaa kohti kriittistä tilaa, josta toipuminen voi olla vaikeaa. Tiedeyhteisö on varoittanut vesien hapettomasta tilanteesta jo vuosia, mutta nyt kaksi riippumatonta tutkimusta on keskittynyt sen maailmanlaajuisiin seurauksiin ja tarpeeseen käsitellä sitä merkittävänä planeettauhkana, joka on verrattavissa ilmastonmuutokseen tai luonnon monimuotoisuuden vähenemiseen.
Yhdysvaltalaisen Scripps Institution of Oceanographyn johtamassa katsauksessa ehdotetaan liuenneen hapen pitoisuuksien sisällyttämistä Planetary Boundaries -kehykseen, joka on vuodesta 2009 lähtien tunnistanut Maan vakauden ylläpitämisen kannalta kriittiset prosessit. Katsauksen kirjoittajien mukaan merien, jokien ja järvien happipitoisuuden nopea väheneminen on vuorovaikutuksessa muiden rajojen, kuten happamoitumisen ja biogeokemiallisten syklien, kanssa , ja aiheuttaa ketjureaktiovaikutuksia, jotka voivat olla peruuttamattomia ihmisen elinkaaren mittakaavassa. Limnology and Oceanography -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa korostetaan, että hapettuminen ei toimi eristyksissä: ilmaston lämpeneminen, meren saastuminen ja muutokset valtamerten tuuletuksessa ovat sen tärkeimmät ajurit.
Planeetta romahduksen partaalla hapenpuutteen vuoksi
Scrippsin tutkimus, johon osallistuu tutkijoita useista yliopistoista, analysoi, miten hapen menetys muuttaa ilmastoa sääteleviä biologisia ja kemiallisia prosesseja. Mikroskooppisista organismeista suuriin meripetoeläimiin, kaikki ovat riippuvaisia liuenneesta hapesta , ja sen väheneminen uhkaa vesieliöstöä ja laajemmin koko planeetan terveyttä. Kirjoittajat huomauttavat, että hapettomuutos vaikuttaa jo rannikkoekosysteemeihin, jokiin ja järviin ja että sen vaikutuksia pahentavat muut planeetan rajat, kuten luonnon monimuotoisuuden väheneminen ja muuttuneet typpi- ja fosforivirrat.
Tutkimuksen päätekijä Erica Ferrer selitti, että idea syntyi Madridin COP25-kokouksen jälkeen ja että he toivovat tämän katsauksen auttavan päättäjiä pitämään hapettomuutta keskeisenä tekijänä maapallon järjestelmän vakaudessa . Ehdotus liuenneen hapen lisäämisestä planeetan rajoja koskevaan viitekehykseen pyrkii lisäämään tietoisuutta ja kannustamaan hillitsemistoimenpiteisiin, jotka auttavat ylläpitämään luonnon monimuotoisuutta ja ilmastoa.
Quitralco-vuono: luonnollinen hapettomien tilojen laboratorio
Samaan aikaan Etelä-Chilessä monitieteinen tiedemiesryhmä on dokumentoinut äärimmäisen happivajeen Quitralco-vuonossa Aysénin alueella. Tämä on ensimmäinen todiste euksiinisesta vuonosta alueella, eli vuonosta, jossa ei ole lainkaan liuennutta happea ja jossa on korkeita pitoisuuksia rikkivetyä , joka on useimmille organismeille myrkyllinen yhdiste. Los Lagosin yliopiston I~mar-keskuksen johtama tutkimus osoitti, että tämä tila johtuu luonnollisista tekijöistä: rajoitetusta vedenkierrosta, pitkistä viipymäajoista sekä läheisen Liquiñe-Ofquin siirroksen sekä Mate Granden ja Hudsonin tulivuorten vulkaanisen toiminnan vaikutuksesta.
Vuosina 2022–2025 työskennelleet tutkijat havaitsivat, että hapeton kerros alkaa 90–120 metrin syvyydestä ja ulottuu merenpohjaan noin 160 metrin syvyyteen. Pintavedet säilyttävät normaalit happitasot ilmakehän kanssa tapahtuvan vaihdon ansiosta , mutta syvyydessä veden kemia muuttuu täysin: nitraatti häviää, ammonium, fosfaatti, metaani ja rikkivety lisääntyvät, ja mikrobiyhteisöstä tulevat hallitsevat anaerobiset bakteerit. Vaikka vuonossa on lohikasvattamoja, kirjoittajat päättelevät, että euksiiniset olosuhteet ovat pääasiassa luonnolliset, mikä tekee Quitralcosta ainutlaatuisen laboratorion tutkimaan, miten vulkaaninen toiminta ja rajoittunut kierto voivat muuttaa meriekosysteemiä.
Menneisyyden opetukset: Suuri kuolema
Ymmärtääkseen paremmin, mitä voisi tapahtua, jos happihäviö kiihtyy, tutkijat katsovat menneisyyteen. Noin 252 miljoonaa vuotta sitten, permikauden ja triaskauden massasukupuuton aikana, joka tunnetaan nimellä suuri sukupuutto, 96 % merilajeista ja 70 % maalla elävistä lajeista katosi . Stanfordin yliopiston tutkimus, joka julkaistiin Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä, on osoittanut, että tärkein laukaiseva tekijä oli äärimmäisten helleaaltojen ja valtamerten happitason laskun yhdistelmä, jonka aiheuttivat massiiviset tulivuorenpurkaukset.
Tutkijat tekivät kokeita elävien organismien kanssa vertaillakseen eri ryhmien haavoittuvuutta. He havaitsivat, että hitaasti aineenvaihdunnalla ja rajoitetusti liikkuvilla eläimillä, kuten brakiopodeilla, oli paljon herkempiä nouseville lämpötiloille ja hapenpuutteelle , kun taas nilviäiset, kalat ja piikkinahkaiset, joilla oli suurempi lihas- ja kiduskapasiteetti, onnistuivat selviytymään ja menestymään. Tämä biologinen muutos oli peruuttamaton: ennen sukupuuttoa brakiopodit hallitsivat meriä; nykyään simpukoita on niitä enemmän. Tutkimuksessa varoitetaan, että vaikka nykyiset lämpenemisennusteet ovat alhaisempia kuin permi-triaskauden ennusteet, suuntaus on huolestuttava ja meillä on vielä aikaa toimia.
Näiden kolmen rintaman – ehdotus hapen sisällyttämisestä planeetan kantokykyrajoihin, Quitralcon luonnollinen tapaus ja suuren kuoleman opetus – yhdistelmä maalaa kuvan, jossa vesien hapettomasta ympäristöstä on tulossa yksi 2000-luvun suurimmista ympäristöhaasteista . Tutkijat väittävät, että sen syiden, ensisijaisesti ilmaston lämpenemisen ja ravinnekuormituksen, lieventäminen on olennaista, jotta planeetta ei ylittäisi kynnystä, josta toipuminen on vaikeaa. Valtamerten ja makean veden terveys ei ole mikään pieni asia: koko maapallon järjestelmän vakaus riippuu siitä.