نقص الأكسجين في المحيطات: أكبر دراسة على الإطلاق في هذا المجال تكشف عن مخاطر وحلول هذه المسألة

Photo : UNESCO

خلال السنوات الخمسين الماضية، ارتفع معدّل مياه المحيطات المفتوحة الخالية من الأكسجين بأكثر من أربعة أضعاف. وقد ازدادت المناطق ذات المستوى الضعيف من الأكسجين  في مناطق المياه الساحليّة، مثل مصبات الأنهار والبحار،  بأكثر من عشرة أضعاف منذ عام 1950. ويتوقع العلماء، جراء ارتفاع حرارة الأرض، أن تستمر معدلات الأكسجين بالاخفاض في هاتين المنطقتين. ومن أجل وقف هذا الانخفاض، فإنّ العالم بحاجة إلى كبح جماح تغير المناخ وتلوث المغذيات، هذا ما أكده فريق دولي من العلماء في ورقة بحثية جديدة نشرت في الخامس من كانون الثاني/ يناير في مجلة العلوم. وقد أجريت هذه الدراسة على يد الشبكة العالمية GO2NE ، وهي مجموعة عمل جديدة أنشأتها اللجنة الدولية الحكومية لعلوم المحيطات لليونسكو عام 2016، وتمثّل 21 مؤسسة موزعة في 11 بلداً. وتعد هذه الوثيقة الاستعراضية الأولى من نوعها من حيث إجراء دراسة عامة على الأسباب والتبعات والحلول في إطار مسألة تدني معدلات الأكسجين حول العالم، في كل من المحيطات المفتوحة والمياه الساحليّة. حيث يسلط التقرير الضوء على أكبر المخاطر التي تواجه المحيط والمجتمع، بالإضافة إلى ما يلزم من أجل الإبقاء على مياه الأرض صحية ومنتجة. Texte en français en bas de la page

 المخاطر

يقول فلاديمير ريابينين، الأمين التنفيذي للجنة الدولية الحكومية لعلوم المحيطات التي أنشأت مجموعة  GO2NE: « تنتج المحيطات قرابة نصف كميّة الأكسجين في العالم. ولكن الآثار المشتركة لتدفق المغذيات وتغير المناخ تساهم في الزيادة الكبيرة لأعداد وحجم « المناطق الميتة » في المحيط المفتوح والمياه الساحليّة حيث أن معدّل الأكسجين متدن للغاية ولا يكفي لمعظم أشكال الحياة البحريّة. »

وفي المناطق المعروفة تقليديّاً « بالمناطق الميتة » مثل خليج تشيزبيك (الولايات المتحدة) وبحر البلطيق، حيث ينخفض معدل الأكسجين انخفاضاً كبيراً لدرجة أنّ العديد من الحيوانات تختنق وتموت. وإذ أنّ الأسماك تتحايد هذه المناطق، فإنّ مواطنها تتقلّص وتصبح أشد تأثراً بالحيوانات المفترسة أو الصيد. ولكن معدي الدراسة يؤكدون أنّ المشكلة تتخطى حتى « المناطق الميتة ».

وحتى أنّ الانخفاضات البسيطة لمعدّلات الأكسجين قد تؤثر على نمو بعض الحيوانات، وتعيق  التكاثر وتؤدي إلى الإصابة بالأمراض أو حتى الموت. كما أنّ مثل هذه الانخفاضات في معدّل الأكسجين قد تحفّز انبعاث مواد كيميائية خطيرة مثل أكسيد النيتروس، وهو من الغازات الدفيئة البيت يعد أقوى بـ300 مرّة من ثاني أكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين السام. ومع أنّ بعض الحيوانات قد تعيش في المناطق الميتة إلا أنّ مجمل أشكال التنوع الحيوي تفشل في ذلك.

يشكّل تغير المناخ المشكلة الأكبر في منطقة المحيط المفتوح. فإنّ ارتفاع درجة حرارة المياه السطحية يعيق وصول الأكسجين إلى داخل المحيطات بسهولة. وبالإضافة إلى ذلك، يُبقي المحيط على كميّة أقل من الأكسجين نظراً إلى ارتفاع درجة حرارته ككل، مع العلم أنّ الحيوانات تحتاج إلى كميّة أكبر من الأكسجين مع ارتفاع درجة حرارة المياه. أما في المياه الساحليّة، فإنّ التلوّث المفرط للمغذيات على اليابسة يسبب تكاثر الطحالب، ما يستنزف الأكسجين مع عمليتي الموت والتحلّل وحتى أثناء التلاشي.

كما أفاد العلماء أنّ سبل معيشة الإنسان على المحك أيضاً، لا سيما في المناطق النامية. وقد يلحق الضرر كذلك بمصائد الأسماك الحرفية الأصغر حجماً حيث أنّ انخفاض معدّل الأكسجين يدمّر مواسم الصيد أو يجبر الأسماك على الهرب إلى مكان آخر.  وفي الفلبين، تصل تكلفة نفوق الأسماك بسبب تدني معدلات الأكسجين في المزارع السمكيّة إلى ما يزيد عن 10 ملايين دولار أمريكي. كما قد تضمحل الشعاب المرجانيّة التي تشكّل أحد أهم مصادر الجذب السياحي جراء نقص الأكسجين.

ولكن قد تستفيد بعد مصائد الأسماك الشعبيّة على المدى القريب على الأقل. فيمكن لتلوّث المغذيات تحفيز إنتاج الغذاء للأسماك. وبالإضافة إلى ذلك، يصبح من السهل اصطياد الأسماك جراء إجبارها على الاحتشاد هرباً من المناطق التي تفتقر للأوكسجين. ولكن على المدى البعيد، قد يتسبب ذلك إلى الصيد المفرط ما يدمّر الاقتصاد.

كسب المعركة: نهج ثلاثي الأبعاد

يعدّ المحيط الصحي ضروري لإنقاذ الكوكب، بالإضافة إلى مساهمته في الاقتصاد المحلي والوطني والعالمي حيث ينتج حوالي 350 مليون فرصة عمل حول العالم. ويتيح الاقتصاد الأزرق فرصاً هائلة لا سيما في الدول النامية من خلال الطاقة المتجددة والسياحة والمزارع السمكيّة والتكنولوجيا الحيويّة. ما يجعل من عملية نزع الأكسجين تهديداً أمام هذه الفوائد العديدة التي تعود على الإنسان من الأنظمة البيئيّة البحريّة.

من أجل إبقاء انخفاض معدل الأكسجين تحت السيطرة، يقول العلماء أن العالم بحاجة إلى دراسة هذه المسألة من ثلاث زوايا كالتالي:

  1. معالجة الأسباب:تلوث المغذيات وتغير المناخ، من خلال التخفيض الجذري لاستخدام السماد الزراعي وانبعاثات الغازات الدفيئة. في حين أن ذلك ليس بالمهمة الهينة، إلا أنّ الخطوات اللازمة قد تعود بالفائدة على الإنسان والبيئة. كما يمكن لأنظمة ومرافق الصرف الصحي حماية صحة الإنسان وحماية المياه من التلوّث.
  2. حماية الحياة البحرية الهشة وموارد المحيطات. نظراً إلى أنه لا يمكن تفادي توسّع المناطق ذات المعدل المنخفض من الأكسجين، فمن الضروري حماية المزارع السمكية المعرضة للخطر من المزيد من الضغط. ووفقاً لفريق  GO2NE، قد يعني ذلك مناطق محميّة بحريّة أو تحريم الصيد في مناطق فرار الحيوانات من انخفاض معدلات الأكسجين، أو التحول إلى اصطياد الأسماك الأقل تأثراً بتدني معدلات الأكسجين. 

  3. تحسين إجراءات تعقّب انخفاض معدلات الأكسجين حول العالم.

يدرك العلماء مقدار كمية الأكسجين التي قد تخسرها المحيطات في المستقبل، ولكن لا يعلمون أين تقع المناطق التي تحتوي كميات قليلة من الأكسجين بالتحديد. ومن شأن تعزيز إجراءات الرصد لا سيما في نصف الكرة الأرضية الجنوبي، والعمل التجريبي من أجل النهوض بفهم العمليات التي تتسبّب وتتأثر بعملية نزع الأكسجين، بالإضافة إلى وضع نماذج متطورة ورقميّة تساعد في تحديد المناطق الأكثر عرضة للخطر، والحلول الأكثر فاعليّة.

ستساهم النتائج الواردة في هذا التقرير، بالإضافة إلى كثير من الأنشطة المتصلة  بهذه الجهود الدوليّة، ‏في عقد الأمم المتحدة الدولي لعلوم المحيطات من أجل التنمية المستدامة. ومن الضروري النهوض بمعرفتنا بشأن خطر نقص الأكسجين في المحيطات، والاحترار، والتحمض، إلى جانب العديد من الضغوطات التي يسببها الإنسان، من أجل ضمان إيجاد إدارة مستدامة للصالح العام، أي المحيط. 

وفي هذا الخصوص، تقول دينيس بريتبورغ، أحد المؤلفين الرئيسين وعالمة بحرية لدى مركز أبحاث سميثسونيان البيئي: « هذه مشكلة باستطاعتنا حلها. يتطلب وقف تغير المناخ بذل مجهود عالميّ، كما يمكن أن يكون للأعمال المحليّة دور في مسألة انخفاض معدل الأكسجين بسبب المغذيات. » وكدليل على ذلك، أشار بريتبورغ إلى أنشطة الإنعاش الجارية في خليج تشيزبيك، حيث انخفض التلوث بالنيتروجين بنسبة 24% منذ أن بلغ ذروته، وذلك بفضل توفير معالجة أفضل لمياه الصرف، وممارسات زراعيّة أفضل ووضع قوانين ناجحة مثل قانون الهواء النظيف. هناك بعض المناطق التي ما زالت صامدة في وجه نقص الأكسجين في حين أنّ منطقة التشيزبيك التي انقطع منها الأكسجين بالكامل قد اختفت تقريباً. وأضافت قائلة: « قد تبدو مواجهة تغير المناخ أكثر صعوبة، ولكن من الضروري القيام بذلك من أجل وضع حد لانخفاض معدل الأكسجين في محيطاتنا، ومن أجل كافة جوانب الحياة على كوكبنا. »

وركّزت كيرستن إيسنسي، أخصائية برامج لدى لجنة اليونسكو الدولية الحكومية لعلوم المحيطات، على أنّ « نزع الأكسجين من المحيط منتشر في كل مكان حول العالم، وذلك نتيجة للأنشطة البشريّة، ما يجعلنا بحاجة إلى مواجهة هذه المشكلة على الصعيد العالمي. وإنّني واثقة بأنّه يمكن للجهود الدوليّة التي تقدمها مجموعة GO2NE أن تساعد على كافة الأصعدة المحليّة والإقليميّة والعالميّة في التكيف على نحو أفضل وحتّى تقليل تأثير وحجم المناطق ذات المستوى المنخفض من الأكسجين في المحيط. »

Désoxygénation de l’océan : la plus grande étude scientifique jamais réalisée révèle les dangers et les solutions

Au cours des 50 dernières années, la proportion de zones de haute mer dépourvues de tout oxygène a plus que quadruplé. Quant aux masses d’eau côtières, y compris les estuaires et les mers, les sites à faible teneur en oxygène ont été multipliés par 10 depuis 1950. A mesure que la Terre se réchauffe, les scientifiques estiment que le taux d’oxygène va continuer à chuter dans ces deux types de zones. Dans un article publié dans la revue américaine Science le 5 janvier 2018, une équipe internationale de scientifiques affirme que pour mettre un terme à ce déclin, le monde a besoin de limiter le changement climatique et la pollution par les nutriments.

L’étude provient du Global Ocean Oxygen Network (GO2NE), un nouveau groupe de travail créé en 2016 par la Commission océanographique intergouvernementale (COI) de l’UNESCO, représentant 21 institutions dans 11 pays. L’article est le premier à analyser si largement les causes, les conséquences et les solutions à la désoxygénation à travers le monde, à la fois en haute mer et en eaux côtières. Le texte souligne les plus grands dangers menaçant l’océan et la société, et les actions à prendre pour garder les eaux de la Terre productives et en bonne santé.

Les enjeux

« Près de la moitié de l’oxygène sur notre planète vient de l’océan, » explique Vladimir Ryabinin, Secrétaire exécutif de la Commission océanographique intergouvernementale qui est à l’origine de la formation du groupe GO2NE. « Cependant, les effets combinés de la surcharge en nutriments et du changement climatique augmentent considérablement le nombre et la taille des ‘zones mortes’ en haute mer et en eaux côtières, où le niveau d’oxygène n’est plus suffisant pour assurer la survie de la majeure partie de la vie marine. »

Dans les « zones mortes » traditionnelles, comme celles de la Baie de Chesapeake (Etats-Unis) et de la mer Baltique, le taux d’oxygène atteint des niveaux si bas que beaucoup d’animaux meurent asphyxiés. Comme les poissons évitent ces zones, leur habitat se réduit et ils se retrouvent plus exposés aux prédateurs et à la pêche. Or les auteurs font remarquer que le problème dépasse de loin le seul phénomène des « zones mortes ». Même de plus petites baisses en oxygène peuvent freiner la croissance des espèces, entraver leur reproduction et entraîner des maladies voire la mort. Le changement des taux d’oxygène peut aussi déclencher le rejet de substances chimiques dangereuses telles que le protoxyde d’azote, un gaz à effet de serre jusqu’à 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone, et le sulfure d’hydrogène toxique. Si certaines espèces peuvent effectivement prospérer dans ces zones, il n’en est pas de même de la biodiversité dans son ensemble.

Le changement climatique est le principal responsable de ce phénomène en haute mer. Le réchauffement des eaux de surface empêche l’oxygène d’atteindre les profondeurs de l’océan. De plus, lorsque l’océan se réchauffe, il retient moins d’oxygène ; or la faune vivant dans les eaux plus chaudes a un besoin en oxygène plus important. Dans les eaux côtières, la pollution par les nutriments provenant des terres crée des proliférations algales qui consomment énormément d’oxygène lorsqu’elles meurent et se décomposent.

D’après les scientifiques, la survie de l’humanité est également en jeu, surtout dans les pays en voie de développement. Il n’est pas garanti que les activités de pêche artisanale puissent se délocaliser lorsque le manque d’oxygène détruira leurs récoltes ou fera fuir les poissons. Aux Philippines, la mortalité de poissons due à la désoxygénation dans les bassins aquacoles d’une seule ville coûte plus de 10 millions de dollars. Les récifs coralliens, qui sont une attraction touristique majeure pour de nombreux pays, peuvent également disparaître par manque d’oxygène.

Certaines zones de pêche pourraient bénéficier du phénomène, du moins sur le court terme. La pollution par les nutriments peut en effet stimuler la production de nourriture pour les poissons. Par ailleurs, lorsque les poissons se retrouvent obligés de se regrouper pour fuir les zones à faible taux d’oxygène, il devient plus facile de les pêcher. Mais sur le long terme, cela pourrait conduire à la surpêche et ainsi nuire à l’économie.

Gagner la guerre : une approche en trois volets

Un océan sain est vital à la pérennité de notre planète. Celui-ci contribue à l’économie locale, nationale et mondiale avec plus de 350 millions d’emplois à travers le monde. L’économie bleue ouvre d’immenses opportunités, notamment dans les pays en développement, à travers les énergies renouvelables, le tourisme, l’aquaculture, ou encore les biotechnologies. La désoxygénation constitue ainsi une menace pour tous ces bénéfices que l’homme tire des écosystèmes marins.

Pour faire face aux faibles taux d’oxygène, les scientifiques estiment que le monde doit adopter une approche tenant en trois points :

  • S’attaquer aux causes : la pollution par les nutriments et le changement climatique, en réduisant de façon drastique l’utilisation d’engrais agricoles et les émissions de gaz à effet de serre. Bien qu’aucune de ces problématiques ne soit simple ou facile, les étapes nécessaires à la victoire peuvent profiter à la population ainsi qu’à l’environnement. De meilleurs systèmes septiques et d’assainissement peuvent protéger la santé humaine et éviter la pollution de l’eau.
  • Protéger les espèces marines les plus vulnérables et les ressources océaniques. Bien que l’augmentation du nombre de zones à faible teneur en oxygène semble inévitable dans certaines régions, il est crucial de protéger les pêcheries à risque de facteurs de stress supplémentaires. Selon l’équipe de GO2NE, cela se traduirait par la création d’aires marines protégées ou de zones de pêche interdite précisément dans les zones où la faune se réfugie pour échapper à la baisse d’oxygène dans son habitat d’origine ; ou bien pécher des espèces qui ne sont pas aussi menacées par la désoxygénation.
  • Améliorer la surveillance des taux d’oxygène à travers le monde. Les scientifiques savent à peu près quelle quantité d’oxygène l’océan pourrait perdre à l’avenir, mais pas où ces zones de désoxygénation se situeront exactement. Une surveillance renforcée, particulièrement dans l’hémisphère sud, des travaux expérimentaux pour mieux comprendre les processus responsables et affectés par la désoxygénation, ainsi que le développement de modèles numériques et avancés aideront à déterminer les points géographiques les plus à risque, et à identifier les solutions les plus efficaces.

Les résultats présentés dans cet article et les nombreuses activités associées à cette initiative internationale contribueront à la Décennie des Nations Unies des sciences océaniques pour le développement durable. Approfondir nos connaissances sur les menaces que constituent la désoxygénation, le réchauffement, l’acidification ainsi qu’une multitude d’autres facteurs de stress d’origine humaine sera la clé d’une gestion durable de notre bien commun qu’est l’océan.

« C’est un problème que l’on peut résoudre, » a déclaré Denise Breitburg, auteure principale de l’étude et écologiste marine auprès du Centre de recherche environnementale du Smithsonian (Smithsonian Environmental Research Center). « Mettre fin au changement climatique requiert un effort à l’échelle globale, mais même des actions locales peuvent aider à réduire la désoxygénation due à la pollution par les nutriments. » Pour preuve, Mme Breitburg mentionne la Baie de Chesapeake, où la pollution par le nitrogène a diminué de 24% grâce à un meilleur traitement des eaux usées, de meilleures pratiques agricoles et une meilleure législation comme le Clean Air Act. Bien que certaines zones à faible taux d’oxygène existent toujours, la zone morte de Chesapeake est en phase de disparaître. « Faire face au changement climatique peut sembler plus décourageant, » a-t-elle ajouté, « mais c’est une étape incontournable pour arrêter la baisse du niveau d’oxygène dans l’océan, et pour presque tous les autres aspects de la vie sur notre planète. »

Kirsten Isensee, Spécialiste de programme à la COI-UNESCO, a souligné que « les zones mortes se multiplient dans le monde entier à cause des activités humaines, c’est pourquoi nous avons besoin d’y répondre d’un point de vue global. Je suis convaincue que l’initiative internationale de GO2NE peut aider au niveau local, régional et international à trouver des solutions d’adaptation et, espérons-le, à réduire l’impact et l’étendue des zones à faible taux d’oxygène dans l’océan. »