تتناقص تركيزات الأكسجين في مياه كوكبنا بسرعة ودراماتيكية، من البرك إلى المحيطات. ويهدد هذا النقص التدريجي في الأكسجين ليس فقط النظم البيئية، بل أيضًا سبل عيش قطاعات واسعة من المجتمع وكوكب الأرض بأكمله، وفقًا لمؤلفي دراسة دولية شاركت فيها شركة GEOMAR ونُشرت اليوم في مجلة Nature Ecology & Evolution.
ويطالبون بالاعتراف بفقدان الأكسجين في المسطحات المائية باعتباره حدودًا كوكبية أخرى من أجل التركيز على المراقبة العالمية والبحث والتدابير السياسية.
الأكسجين ضروري للحياة على كوكب الأرض. ويُشكل فقدان الأكسجين في الماء، المعروف أيضًا باسم نقص الأكسجين المائي، تهديدًا للحياة على جميع المستويات. ويصف الفريق الدولي من الباحثين كيف يُمثل نقص الأكسجين المستمر تهديدًا كبيرًا لسبل عيش شرائح كبيرة من المجتمع، ولاستقرار الحياة على كوكبنا.
حددت أبحاث سابقة مجموعة من العمليات العالمية، تُعرف باسم الحدود الكوكبية، تُنظم قابلية الكوكب للسكن واستقراره بشكل عام. في حال تجاوز الحدود الحرجة في هذه العمليات، يزداد خطر حدوث تغيرات بيئية واسعة النطاق، مفاجئة أو لا رجعة فيها ("نقاط التحول")، مما يُعرّض مرونة كوكبنا واستقراره للخطر.
من بين الحدود الكوكبية التسعة، تغير المناخ، وتغير استخدام الأراضي، وفقدان التنوع البيولوجي. ويجادل مؤلفو الدراسة الجديدة بأن نقص الأكسجين المائي يستجيب لعمليات حدود كوكبية أخرى، وينظمها.
قال البروفيسور الدكتور روز من معهد رينسيلار بوليتكنيك في تروي، نيويورك، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "من المهم إضافة نقص الأكسجين المائي إلى قائمة الحدود الكوكبية. سيساعد هذا في دعم وتركيز جهود الرصد والبحث والسياسات العالمية لدعم أنظمتنا البيئية المائية، وبالتالي المجتمع ككل".
في جميع النظم البيئية المائية، من الجداول والأنهار والبحيرات والخزانات والبرك إلى مصبات الأنهار والسواحل والمحيط المفتوح، انخفضت تركيزات الأكسجين المذاب بسرعة كبيرة وكبيرة في العقود الأخيرة.
شهدت البحيرات والخزانات المائية فقدانًا للأكسجين بنسبة 5.5% و18.6% على التوالي منذ عام 1980. وشهد المحيط فقدانًا للأكسجين بنسبة 2% تقريبًا منذ عام 1960. ورغم أن هذا الرقم يبدو صغيرًا، إلا أنه يمثل كتلة كبيرة من الأكسجين المفقود نظرًا لحجم المحيط الكبير.
شهدت النظم البيئية البحرية أيضًا تقلبات كبيرة في استنفاد الأكسجين. على سبيل المثال، فقدت المياه الوسطى قبالة سواحل كاليفورنيا الوسطى 40% من أكسجينها خلال العقود القليلة الماضية. وزاد حجم النظم البيئية المائية المتأثرة بنقص الأكسجين بشكل كبير في جميع أنواعها.
يقول الدكتور أندرياس أوشليس، المؤلف المشارك في الدراسة، أستاذ النمذجة البيوكيميائية البحرية في مركز جيومار هيلمهولتز لأبحاث المحيطات في كيل: "إن أسباب فقدان الأكسجين المائي هي الاحتباس الحراري الناجم عن انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري وزيادة العناصر الغذائية نتيجة لاستخدام الأراضي".
إذا ارتفعت درجات حرارة الماء، تقلّ ذائبية الأكسجين فيه. إضافةً إلى ذلك، يُعزّز الاحتباس الحراري تكوّن طبقات في عمود الماء، لأن الماء الأكثر دفئًا وقلة الملوحة وكثافةً يقع فوق المياه العميقة الأبرد والأكثر ملوحةً في الأسفل.
هذا يعيق تبادل الطبقات العميقة الفقيرة بالأكسجين مع المياه السطحية الغنية به. إضافةً إلى ذلك، تدعم مدخلات المغذيات من الأرض ازدهار الطحالب، مما يؤدي إلى استهلاك المزيد من الأكسجين مع غرق المزيد من المواد العضوية وتحللها بواسطة الميكروبات في الأعماق.
إن المناطق في البحر حيث يوجد القليل من الأكسجين لدرجة أن الأسماك أو بلح البحر أو القشريات لم تعد قادرة على البقاء على قيد الحياة تهدد ليس فقط الكائنات الحية نفسها، بل وأيضاً الخدمات البيئية مثل مصائد الأسماك وتربية الأحياء المائية والسياحة والممارسات الثقافية.
كما تنتج العمليات الميكروبيولوجية في المناطق التي تعاني من نقص الأكسجين بشكل متزايد غازات دفيئة قوية مثل أكسيد النيتروز والميثان، مما قد يؤدي إلى زيادة أخرى في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي وبالتالي يكون سببا رئيسيا لنقص الأكسجين.
يحذر المؤلفون: نحن نقترب من عتبات حرجة من نقص الأكسجين المائي، وهو ما سيؤثر في نهاية المطاف على العديد من الحدود الكوكبية الأخرى.
يقول البروفيسور الدكتور روز: "يُنظّم الأكسجين المذاب دور المياه البحرية والعذبة في تعديل مناخ الأرض. ويعتمد تحسين تركيزات الأكسجين على معالجة الأسباب الجذرية، بما في ذلك الاحتباس الحراري وجريان المياه من المناطق الحضرية المتقدمة.
"إن الفشل في معالجة مشكلة نقص الأكسجين في المياه لن يؤثر في نهاية المطاف على النظم البيئية فحسب، بل سيؤثر أيضًا على النشاط الاقتصادي والمجتمع على المستوى العالمي."
تمثل اتجاهات نقص الأكسجين في المياه تحذيرًا واضحًا ودعوة إلى العمل من شأنها أن تلهم التغييرات اللازمة لإبطاء أو حتى التخفيف من هذه الحدود الكوكبية.
مستشعر الأكسجين المذاب لجودة المياه
وقت النشر: ١٢ أكتوبر ٢٠٢٤