Zonat e varfra me oksigjen u tkurrën gjatë periudhave të ngrohta të kaluara

Në 50 vitet e fundit, zonat me mungesë oksigjeni në oqeanin e hapur janë rritur. Shkencëtarët ia atribuojnë këtë zhvillim rritjes së temperaturave globale: Më pak oksigjen tretet në ujin e ngrohtë dhe shtresat e oqeanit tropikal mund të bëhen më të shtresuara.

Por tani, në kundërshtim me pritjet e përhapura, një ekip ndërkombëtar shkencëtarësh i udhëhequr nga studiues nga Instituti Max Planck për Kimi dhe Universiteti i Princetonit ka zbuluar se zonat me mungesë oksigjeni u tkurrën gjatë periudhave të gjata të ngrohta në të kaluarën.

“Ne nuk e kishim pritur një efekt kaq të qartë,” tha Alexandra Auderset, autorja e parë e punimit të ri në revistën Nature dhe aktualisht një studiuese vizitore postdoktorale në Universitetin Princeton. Ajo drejtoi studimin me Alfredo Martínez-García në Institutin Max Planck për Kimi në Mainz, si pjesë e një bashkëpunimi afatgjatë me grupin e Daniel Sigman në Universitetin Princeton.

Kuptimi i këtyre ndryshimeve është i rëndësishëm sepse “kur oksigjeni bëhet i pakët, jeta e ka më të vështirë,” tha Sigman, profesor i Shkencave Gjeologjike dhe Gjeofizike në Dusenbury. Për shembull, në rajonet me pak oksigjen të Paqësorit lindor dhe Oqeanit Indian verior, vetëm mikrobet dhe organizmat e specializuar me një metabolizëm të ngadaltë – si kandil deti – mund të mbijetojnë.

Studiuesit e bënë këtë zbulim duke studiuar arkivat e sedimenteve detare. Bërthamat e shpimit mund të përdoren për të përcaktuar kushtet e kaluara mjedisore në mënyrë të ngjashme me unazat e pemëve. Ndër të tjera, shtresat e sedimentit japin informacion për përmbajtjen e oksigjenit të detit në të kaluarën. Kjo është për shkak të planktoneve të tilla si foraminifera, të cilat dikur jetonin në sipërfaqen e detit dhe skeletet e të cilëve u fundosën në fundin e detit ku u bënë pjesë e sedimentit.

Gjatë jetës së tyre, këta zooplankton thithën elementë kimikë të tillë si azoti, raporti i izotopit të të cilit varej nga kushtet mjedisore: Në kushte të mungesës së oksigjenit, ndodh një proces i quajtur denitrifikimi bakterial, në të cilin bakteret e shndërrojnë nitratin e lëndës ushqyese në azot molekular. Këto baktere preferojnë të thithin izotope të lehta të azotit në vend të atyre të rënda, kështu që raporti ndryshon në periudhat kur bakteret ishin aktive në oqeane. Shkencëtarët mund ta matin këtë për të përcaktuar shtrirjen e zonave të mëparshme me mungesë oksigjeni.

Duke përdorur izotopet e azotit nga foraminiferat, shkencëtarët nga Mainz dhe Princeton treguan se denitrifikimi në kolonën e ujit të Paqësorit tropikal lindor të Paqësorit Verior u reduktua shumë gjatë dy fazave të ngrohta rreth 16 dhe 50 milion vjet më parë.

“Ne kemi punuar për dekada për të zhvilluar metodat që lejuan këto gjetje,” tha Sigman. “Dhe menjëherë, rezultatet po ndryshojnë pikëpamjen tonë për marrëdhënien midis klimës dhe kushteve të oksigjenit të oqeanit.”

Megjithatë, nuk është ende e qartë se çfarë do të thotë kjo për zgjerimin aktual të zonave të hapura të oqeanit me mungesë oksigjeni, tha Auderset. “Fatkeqësisht, ne nuk e dimë ende nëse gjetja jonë e tkurrjes së zonave detare me mungesë oksigjeni është e zbatueshme për dekadat e ardhshme apo vetëm për një afat shumë më të gjatë”, tha ajo. “Kjo për shkak se ne duhet të zgjidhim nëse proceset afatshkurtra apo afatgjata ishin përgjegjëse për ndryshimin.”

Një mundësi kryesore për uljen e zonave me mungesë oksigjeni nën ngrohje përfshin një reduktim të produktivitetit biologjik të ujrave sipërfaqësore tropikale të nxitura nga rritja. Një rënie e produktivitetit mund të kishte ndodhur për shkak se erërat u dobësuan në Paqësorin ekuatorial nën klimë më të ngrohtë.

Në studimin aktual, autorët zbuluan gjithashtu se gjatë dy periudhave të ngrohta të Cenozoit – klima optimale e Miocenit rreth 16 milion vjet më parë dhe klima e hershme e Eocenit rreth 50 milion vjet më parë – diferenca e temperaturës midis gjerësive gjeografike të larta dhe të ulëta ishte shumë më i vogël se aktualisht. Si ngrohja globale, ashtu edhe dobësimi i diferencës së temperaturës në gjerësinë gjeografike të lartë në të ulët duhet të kenë funksionuar për të dobësuar erërat tropikale, duke reduktuar ngritjen e ujit të thellë të detit të pasur me lëndë ushqyese. Kjo, nga ana tjetër, do të kishte rezultuar në produktivitet më të ulët biologjik në sipërfaqe dhe më pak fundosje të lëndës organike të vdekur të algave në oqeanin e thellë, duke siguruar më pak lëndë djegëse për konsumin e oksigjenit që prodhon kushte me mungesë oksigjeni.

Ky zinxhir ngjarjesh mund të ndodhë relativisht shpejt. Kështu, nëse një ndryshim i ngjashëm zbatohet edhe për ngrohjen globale të drejtuar nga njeriu, atëherë mund të ketë një rënie në masën e mungesës së oksigjenit të oqeanit të hapur në dekadat e ardhshme.

Përndryshe, shkaku mund të qëndrojë në Oqeanin Jugor, mijëra kilometra larg. Gjatë periudhave të ngrohta të kaluara të zgjatura, shkëmbimi i ujit midis ujërave sipërfaqësore të Oqeanit Jugor dhe oqeanit të thellë (“përmbysja e thellë e oqeanit”) mund të jetë përshpejtuar, duke çuar në oksigjen më të lartë në brendësi të oqeanit në tërësi dhe duke tkurrur kështu zonat me oksigjen të ulët. Nëse përmbysja më e fortë e oqeanit në thellësi të Oqeanit Jugor do të ishte shkaku kryesor i zonave të tkurra tropikale me mungesë oksigjeni, atëherë ky efekt do të merrte më shumë se njëqind vjet që të vinte në veprim.

“Të dy mekanizmat ndoshta luajnë një rol,” tha Martínez-García, një ish-kërkues vizitor në grupin kërkimor të Sigman. “Gara është tani për të kuptuar se cili mekanizëm është më i rëndësishëm.”

“Duke mbajtur parasysh pasiguritë tona aktuale në lidhje me shkallën kohore të ndryshimit, gjetjet tona kanë implikime të rëndësishme për të ardhmen e oksigjenit të oqeanit,” tha Sigman. “Për shkak të tretshmërisë më të ulët të oksigjenit në ujin e ngrohtë, ujërat sipërfaqësore të oqeanit global ka shumë të ngjarë të vazhdojnë të bien, por gjetjet tona sugjerojnë se zonat e hapura të mungesës së oksigjenit në oqean përfundimisht do të tkurren. Rezultati neto do të jetë një oqean me hapësirë ​​më të dobët hapësinore. ndryshimi në oksigjen sesa ekziston sot, dhe kjo do të ndikojë në ekosistemet e oqeanit.”

Në ujërat bregdetare, mungesa e shtuar e oksigjenit mund të dëmtojë ekosistemet dhe të kërcënojë aktivitetet njerëzore. Megjithatë, zonat me mungesë oksigjeni të oqeanit të hapur janë thelbësore për ciklin kimik dhe biologjik të Tokës. Për më tepër, nëse tkurrja e tyre shkaktohet nga një reduktim i produktivitetit tropikal, atëherë ndryshimet e kombinuara ka të ngjarë të jenë të këqija për produktivitetin biologjik të oqeanit tropikal dhe peshkimin e tij. Duke pasur parasysh kaskadën komplekse të efekteve që lidhen me ndryshimet klimatike, thanë studiuesit, gjithçka kërkon përpjekje për të kufizuar ngrohjen e drejtuar nga njeriu.