Zona morta (ecologia) - Dead zone (ecology)

Os círculos vermelhos mostram a localização e o tamanho de muitas zonas mortas.
Os pontos pretos mostram zonas mortas de tamanho desconhecido.
O tamanho e o número de zonas mortas marinhas - áreas onde as águas profundas têm um teor tão baixo de oxigênio dissolvido que as criaturas marinhas não conseguem sobreviver - cresceram de forma explosiva na última metade do século passado. - NASA Earth Observatory (2008)

As zonas mortas são áreas hipóxicas (com baixo teor de oxigênio ) nos oceanos e grandes lagos do mundo . A hipóxia ocorre quando a concentração de oxigênio dissolvido (OD) cai para ou abaixo de 2 ml de O 2 / litro. Quando um corpo d'água passa por condições de hipóxia, a flora e a fauna aquáticas começam a mudar de comportamento para atingir seções de água com níveis mais elevados de oxigênio. Uma vez que o OD cai abaixo de 0,5 ml O 2 / litro em um corpo de água, ocorre mortalidade em massa. Com uma concentração tão baixa de OD, esses corpos d'água deixam de sustentar a vida aquática que vive ali. Historicamente, muitos desses sites ocorreram naturalmente. No entanto, na década de 1970, os oceanógrafos começaram a notar ocorrências crescentes e extensões de zonas mortas. Eles ocorrem perto de litorais habitados , onde a vida aquática está mais concentrada.

Zonas mortas são corpos d'água que não possuem níveis de oxigênio (3) suficientes para sustentar a maior parte da vida marinha. Zonas mortas são causadas por fatores de depleção de oxigênio que incluem, mas não estão limitados a, poluição humana (4). Este é um processo denominado eutrofização, em que os níveis de oxigênio diminuem à medida que elementos como o nitrogênio e o fósforo aumentam. Um rio saudável terá maiores quantidades de oxigênio para consumo pelos organismos (1). À medida que o nitrogênio aumenta, as algas (5) produzem grandes quantidades de oxigênio, mas morrem devido ao aumento do nitrogênio. Os decompositores então usam todo o oxigênio restante, decompondo as algas, resultando em nenhum oxigênio restante e nenhum oxigênio sendo produzido. (2)

Em março de 2004, quando o Programa Ambiental da ONU, recentemente estabelecido , publicou seu primeiro Livro Anual de Perspectivas do Meio Ambiente Global ( GEO Year Book 2003 ), relatou 146 zonas mortas nos oceanos do mundo onde a vida marinha não poderia ser mantida devido aos níveis de oxigênio esgotados. Alguns deles eram tão pequenos quanto um quilômetro quadrado (0,4 mi²), mas a maior zona morta cobria 70.000 quilômetros quadrados (27.000 mi²). Um estudo de 2008 contou 405 zonas mortas em todo o mundo.

Causas

As zonas mortas são frequentemente causadas pela decomposição de algas durante a proliferação de algas , como esta na costa de La Jolla, San Diego, Califórnia .
O clima tem um impacto significativo no crescimento e no declínio das zonas ecológicas mortas. Durante os meses de primavera, à medida que as chuvas aumentam, mais água rica em nutrientes desce pela foz do rio Mississippi. Ao mesmo tempo, à medida que a luz do sol aumenta durante a primavera, o crescimento de algas nas zonas mortas aumenta dramaticamente. Nos meses de outono, as tempestades tropicais começam a entrar no Golfo do México e romper as zonas mortas, e o ciclo se repete novamente na primavera.

As zonas mortas aquáticas e marinhas podem ser causadas por um aumento de nutrientes (principalmente nitrogênio e fósforo) na água, conhecido como eutrofização . Esses nutrientes são os blocos de construção fundamentais de organismos unicelulares semelhantes a plantas que vivem na coluna d'água e cujo crescimento é limitado em parte pela disponibilidade desses materiais. Com mais nutrientes disponíveis, os organismos aquáticos unicelulares (como algas e cianobactérias) têm os recursos necessários para exceder seu limite de crescimento anterior e começar a se multiplicar a uma taxa exponencial. O crescimento exponencial leva a aumentos rápidos na densidade de certos tipos desse fitoplâncton , um fenômeno conhecido como proliferação de algas .

O limnologista Dr. David Schindler , cuja pesquisa na Área dos Lagos Experimentais levou à proibição de fosfatos prejudiciais em detergentes, alertou sobre a proliferação de algas e zonas mortas,

"As flores que matam os peixes que devastaram os Grandes Lagos nas décadas de 1960 e 1970 não desapareceram; eles se mudaram para o oeste, para um mundo árido em que as pessoas, a indústria e a agricultura estão cada vez mais cobrando impostos da qualidade da pouca água doce existente para ser obtido aqui ... Este não é apenas um problema de pradaria. A expansão global de zonas mortas causada por proliferação de algas está crescendo rapidamente. "

Os principais grupos de algas são cianobactérias , algas verdes , dinoflagelados , coccolitóforos e algas diatomáceas . Um aumento na entrada de nitrogênio e fósforo geralmente causa o florescimento de cianobactérias. Outras algas são consumidas e, portanto, não se acumulam na mesma proporção que as cianobactérias. As cianobactérias não são bons alimentos para o zooplâncton e peixes e, portanto, se acumulam na água, morrem e depois se decompõem. A degradação bacteriana de sua biomassa consome o oxigênio da água, criando o estado de hipóxia .

As zonas mortas podem ser causadas por fatores naturais e antropogênicos . As causas naturais incluem ressurgência costeira, mudanças no vento e padrões de circulação da água. Outros fatores ambientais que determinam a ocorrência ou intensidade de uma zona morta incluem longos tempos de residência na água, altas temperaturas e altos níveis de penetração da luz solar através da coluna d'água.

Além disso, fenômenos oceanográficos naturais podem causar desoxigenação de partes da coluna d'água. Por exemplo, corpos d'água fechados, como fiordes ou o Mar Negro , têm soleiras rasas em suas entradas, fazendo com que a água fique estagnada por um longo tempo. O oceano Pacífico tropical oriental e o oceano Índico setentrional reduziram as concentrações de oxigênio, que se acredita estarem em regiões onde há uma circulação mínima para repor o oxigênio consumido. Essas áreas também são conhecidas como zonas de oxigênio mínimo (OMZ). Em muitos casos, os OMZs são áreas permanentes ou semipermanentes.

Restos de organismos encontrados dentro de camadas de sedimentos perto da foz do rio Mississippi indicam quatro eventos de hipóxia antes do advento do fertilizante sintético. Nessas camadas de sedimentos, espécies tolerantes à anóxia são os vestígios mais prevalentes encontrados. Os períodos indicados pelo registro de sedimentos correspondem a registros históricos de vazões altas do rio registrados por instrumentos em Vicksburg, Mississippi .

Mudanças na circulação oceânica desencadeadas por mudanças climáticas em curso também podem adicionar ou ampliar outras causas de redução de oxigênio no oceano.

As causas antropogênicas incluem o uso de fertilizantes químicos e sua subseqüente presença no escoamento de água e no lençol freático, descarga direta de esgoto em rios e lagos e descarga de nutrientes nas águas subterrâneas de grandes quantidades acumuladas de dejetos animais. O uso de fertilizantes químicos é considerado a principal causa humana de zonas mortas em todo o mundo. No entanto, o escoamento de esgoto, uso do solo urbano e fertilizantes também podem contribuir para a eutrofização.

Em agosto de 2017, um relatório sugeriu que a indústria de carne e o sistema agroeconômico dos EUA são predominantemente responsáveis ​​pela maior zona morta de todos os tempos no Golfo do México . O escoamento do solo e o nitrato lixiviado , exacerbados pelo manejo de terras agrícolas e práticas de preparo do solo, bem como o uso de esterco e fertilizantes sintéticos , contaminaram a água do Heartland ao Golfo do México. Grande parte das safras cultivadas nesta região são utilizadas como principais componentes da ração na produção de animais de corte para empresas do agronegócio, como a Tyson e a Smithfield Foods.

As zonas mortas notáveis ​​nos Estados Unidos incluem a região norte do Golfo do México, em torno do emissário do rio Mississippi, as regiões costeiras do noroeste do Pacífico e o rio Elizabeth em Virginia Beach, todos os quais foram mostrados como eventos recorrentes durante nos últimos anos. Em todo o mundo, zonas mortas se desenvolveram em mares continentais, como o Báltico, Kattegat, Mar Negro, Golfo do México e Mar da China Oriental, todos os quais são importantes áreas de pesca.

Tipos

As zonas mortas podem ser classificadas por tipo e são identificadas pela duração de sua ocorrência:

  • Zonas mortas permanentes são ocorrências em águas profundas que raramente excedem 2 miligramas por litro.
  • Zonas mortas temporárias são zonas mortas de curta duração que duram horas ou dias.
  • Zonas mortas sazonais ocorrem anualmente, normalmente nos meses quentes de verão e outono.
  • A hipóxia durante o ciclo diário é uma zona morta sazonal específica que só se torna hipóxica durante a noite

O tipo de zona morta pode, de certa forma, ser categorizado pelo tempo necessário para que a água volte ao normal. Esse intervalo de tempo depende da intensidade da eutrofização e do nível de depleção de oxigênio. Um corpo d'água que afunda em condições anóxicas e experimenta extrema redução na diversidade da comunidade terá que percorrer um caminho muito mais longo para retornar à saúde plena. Um corpo d'água que experimenta apenas hipóxia moderada e mantém a diversidade e maturidade da comunidade exigirá um caminho muito mais curto para retornar à saúde plena.

Efeitos

Quadro de vídeo subaquático do fundo do mar no Báltico ocidental coberto por caranguejos, peixes e mariscos mortos ou moribundos por esgotamento de oxigênio

Os efeitos mais notáveis ​​da eutrofização são florações vegetais, às vezes tóxicas, perda de biodiversidade e anóxia, que podem levar à morte em massa de organismos aquáticos.

Devido às condições hipóxicas presentes nas zonas mortas, a vida marinha nessas áreas tende a ser escassa. A maioria dos peixes e organismos móveis tende a emigrar para fora da zona à medida que as concentrações de oxigênio caem, e as populações bentônicas podem sofrer graves perdas quando as concentrações de oxigênio estão abaixo de 0,5 mg.L -1 O 2 . Em condições anóxicas graves, a vida microbiana também pode passar por mudanças dramáticas na identidade da comunidade, resultando em um aumento da abundância de organismos anaeróbios à medida que os micróbios aeróbios diminuem em número e mudam sua fonte de energia de oxigênio para nitrato, sulfato ou ferro férrico. A redução do enxofre é uma preocupação particular, visto que o sulfeto de hidrogênio é tóxico e estressa ainda mais a maioria dos organismos dentro da zona, exacerbando os riscos de mortalidade.

Níveis baixos de oxigênio podem ter efeitos graves na capacidade de sobrevivência de organismos dentro da área, mesmo acima de condições anóxicas letais. Estudos conduzidos ao longo da Costa do Golfo da América do Norte mostraram que as condições de hipóxia levam à redução das taxas reprodutivas e de crescimento em uma variedade de organismos, incluindo peixes e invertebrados bentônicos. Os organismos capazes de deixar a área normalmente o deixam quando as concentrações de oxigênio diminuem para menos de 2 mg.L -1 . Nessas concentrações de oxigênio e abaixo delas, os organismos que sobrevivem dentro do ambiente com deficiência de oxigênio e são incapazes de escapar da área geralmente apresentam piora progressiva do comportamento de estresse e morrem. Organismos sobreviventes tolerantes a condições hipóxicas freqüentemente exibem adaptações fisiológicas apropriadas para persistir em ambientes hipóxicos. Exemplos de tais adaptações incluem aumento da eficiência da ingestão e uso de oxigênio, redução da quantidade necessária de ingestão de oxigênio por meio de taxas de crescimento reduzidas ou dormência e aumento do uso de vias metabólicas anaeróbicas.

A composição da comunidade em comunidades bentônicas é dramaticamente perturbada por eventos periódicos de esgotamento de oxigênio, como aqueles de Zonas Mortas Sazonais e ocorrendo como resultado de Ciclos Diel . Os efeitos de longo prazo de tais condições de hipóxia resultam em uma mudança nas comunidades, mais comumente manifestada como uma diminuição na diversidade de espécies por meio de eventos de mortalidade em massa. O restabelecimento das comunidades bentônicas depende da composição das comunidades adjacentes para o recrutamento de larvas. Isso resulta em uma mudança no sentido de estabelecer colonizadores mais rapidamente com estratégias de vida mais curtas e oportunistas, potencialmente perturbando as composições bentônicas históricas.

A influência das zonas mortas na pesca e outras atividades comerciais marinhas varia de acordo com a duração da ocorrência e localização. As zonas mortas são frequentemente acompanhadas por uma diminuição da biodiversidade e colapso das populações bentônicas, diminuindo a diversidade de produção nas operações de pesca comercial, mas em casos de formações de zonas mortas relacionadas à eutrofização, o aumento na disponibilidade de nutrientes pode levar a aumentos temporários em safras selecionadas entre populações pelágicas, como anchovas . No entanto, estudos estimam que o aumento da produção no entorno não compensa a queda líquida de produtividade decorrente da zona morta. Por exemplo, cerca de 17.000 TM de carbono na forma de presas para a pesca foram perdidas como resultado das zonas mortas no Golfo do México. Além disso, muitos fatores estressantes na pesca são agravados por condições de hipóxia. Fatores indiretos, como o aumento do sucesso de espécies invasoras e o aumento da intensidade da pandemia em espécies estressadas, como ostras, levam a perdas de receita e estabilidade ecológica nas regiões afetadas.

Apesar da maioria das outras formas de vida serem mortas pela falta de oxigênio, as águas-vivas podem prosperar e às vezes estão presentes em zonas mortas em grande número. As flores de medusas produzem grandes quantidades de muco, levando a grandes mudanças nas cadeias alimentares no oceano, uma vez que poucos organismos se alimentam delas. O carbono orgânico no muco é metabolizado por bactérias que o devolvem à atmosfera na forma de dióxido de carbono no que foi denominado " shunt de carbono gelatinoso ". O potencial agravamento da proliferação de medusas como resultado de atividades humanas levou a novas pesquisas sobre a influência de zonas mortas nas populações de geléias. A principal preocupação é o potencial das zonas mortas para servirem como criadouros para as populações de geleias, como resultado das condições de hipóxia afastando a competição por recursos e predadores comuns de medusas. O aumento da população de medusas pode ter altos custos comerciais com a perda de recursos pesqueiros, destruição e contaminação de redes de arrasto e embarcações pesqueiras, e redução da receita do turismo nos sistemas costeiros.

Além dos impactos ambientais, a eutrofização também representa uma ameaça à sociedade e à saúde humana. Em uma revisão sobre eutrofização, os pesquisadores escreveram,

"A eutrofização representa uma ameaça ao meio ambiente, à economia (por exemplo, impacto na produção de moluscos, pesca, turismo), mas também à saúde humana (Von Blottnitz et al., 2006; Sutton et al., 2011). Tentativas de avaliação monetária impactos da eutrofização ocorreram nas últimas duas décadas, principalmente nos Estados Unidos e no Mar Báltico (Dodds et al., 2009; Gren et al., 1997). Esses estudos indicam uma variedade de impactos e custos quantificáveis de forma bastante direta, por exemplo, quando cidades com centenas de milhares de pessoas ficam privadas de água potável por vários dias. Um exemplo é a proliferação de algas tóxicas na bacia do Lago Erie ocidental em 2014, que levou à interrupção do abastecimento de água para 400.000 pessoas (Smith et al., 2015) Por outro lado, integrar todos os impactos ambientais, de saúde e socioeconômicos nos cálculos dos efeitos indiretos é mais um desafio (Folke et al., 1994; Romstad, 2014). "

Localizações

Zona morta no Golfo do México

Na década de 1970, as zonas marinhas mortas foram observadas pela primeira vez em áreas assentadas onde o uso econômico intensivo estimulou o escrutínio científico: na Baía de Chesapeake na costa leste dos Estados Unidos , no estreito da Escandinávia chamado Kattegat , que é a foz do Mar Báltico e em outro mar Báltico importante pesqueiros, no Mar Negro e no norte do Adriático .

Níveis de oxigênio dissolvido exigidos por várias espécies na Baía de Chesapeake

Outras zonas marinhas mortas apareceram em águas costeiras da América do Sul , China , Japão e Nova Zelândia . Um estudo de 2008 contou 405 zonas mortas em todo o mundo.

Mar Báltico

Pesquisadores do Baltic Nest Institute publicaram em uma das edições do PNAS que as zonas mortas no Mar Báltico aumentaram de aproximadamente 5.000 km 2 para mais de 60.000 km 2 nos últimos anos.

Algumas das causas por trás do aumento elevado de zonas mortas podem ser atribuídas ao uso de fertilizantes, grandes fazendas de animais, a queima de combustíveis fósseis e efluentes de estações de tratamento de águas residuais municipais.

Com seu tamanho enorme, o Mar Báltico é melhor analisado em sub-áreas do que como um todo. Em um artigo publicado em 2004, os pesquisadores dividiram especificamente o Mar Báltico em 9 subáreas, cada uma com suas próprias características específicas. As 9 sub-áreas são distinguidas da seguinte forma: Golfo de Bótnia, região do arquipélago, Golfo da Finlândia, Golfo de Riga, Golfo de Gdansk, costa leste sueca, Báltico Central, região do Mar do Cinturão e Kattegat. Cada subárea respondeu de maneira diferente às adições de nutrientes e à eutrofização; no entanto, existem alguns padrões e medidas gerais para o Mar Báltico como um todo. Como afirmam os pesquisadores Rönnberg e Bonsdorff,

“Independentemente dos efeitos específicos da área do aumento das cargas de nutrientes no Mar Báltico, as fontes são mais ou menos semelhantes em toda a região. A extensão e a gravidade das descargas podem diferir, entretanto. Como pode ser visto, por exemplo, em HELCOM (1996) e Rönnberg (2001), as principais fontes de entrada de nutrientes são derivadas da agricultura, indústria, esgoto municipal e transportes. As emissões de nitrogênio na forma de deposições atmosféricas também são importantes, assim como as fontes pontuais locais, como a aquicultura e vazamentos da silvicultura ”.

Em geral, cada área do Mar Báltico está experimentando efeitos antropogênicos semelhantes. Como afirmam Rönnberg e Bonsdorff, “a eutrofização é um problema sério na área do Mar Báltico”. No entanto, quando se trata da implementação de programas de reavivamento da água, cada área provavelmente precisará ser tratada em nível local.

Baía de Chesapeake

Conforme relatado pela National Geographic "A Baía de Chesapeake, na costa leste dos Estados Unidos, tem uma das primeiras zonas mortas já identificadas, na década de 1970. Os altos níveis de nitrogênio do Chesapeake são causados ​​por dois fatores: urbanização e agricultura. A parte oeste da baía está cheia de fábricas e centros urbanos que emitem nitrogênio para o ar. O nitrogênio atmosférico é responsável por cerca de um terço do nitrogênio que entra na baía. A parte leste da baía é um centro de avicultura, que produz grandes quantidades de estrume. "

O National Geographic afirmou ainda: "Desde 1967, a Chesapeake Bay Foundation lidera uma série de programas que visam melhorar a qualidade da água da baía e reduzir o escoamento da poluição. O Chesapeake ainda tem uma zona morta, cujo tamanho varia com a estação e o clima."

Elizabeth River

O estuário do rio Elizabeth é importante para Norfolk, Virginia , Chesapeake, Virginia , Virginia Beach, Virginia e Portsmouth, Virginia . Foi poluído por nitrogênio e fósforo, mas também por depósitos tóxicos da indústria de construção naval, militar, a maior instalação de exportação de carvão do mundo, refinarias, docas de carregamento, instalações de reparo de contêineres e outros, então os peixes estavam "fora dos limites desde 1920" . Em 1993, um grupo se formou para limpá-lo, adotando o mummichog como mascote, e retirou milhares de toneladas de sedimentos contaminados. Em 2006, uma zona morta biológica de 35 acres chamada Money Point foi dragada, e isso permitiu o retorno dos peixes e a recuperação do pantanal.

lago Erie

Uma zona morta sazonal existe na parte central do Lago Erie do leste de Point Pelee a Long Point e se estende até as costas do Canadá e dos Estados Unidos. Entre os meses de julho e outubro, a zona morta tem a capacidade de crescer até 10.000 quilômetros quadrados. O Lago Erie tem um excesso de fósforo devido ao escoamento agrícola que acelera o crescimento de algas, o que contribui para condições de hipóxia . A superabundância de fósforo no lago tem sido associada à poluição de fonte difusa , como escoamento urbano e agrícola, bem como poluição de fonte pontual que inclui esgoto e estações de tratamento de águas residuais. A zona foi notada pela primeira vez na década de 1960 em meio ao pico de eutrofização que ocorreu no lago. Depois que a preocupação pública aumentou, o Canadá e os Estados Unidos lançaram esforços para reduzir a poluição do escoamento para o lago na década de 1970, como meio de reverter o crescimento da zona morta. Cientistas em 2018 afirmaram que o escoamento de fósforo teria que diminuir ainda mais em 40% para evitar o surgimento de zonas mortas na área. A indústria da pesca comercial e recreativa foi significativamente afetada pela zona de hipóxia. Em 2021, as águas pouco oxigenadas causaram um evento de espécies mortas de peixes Sheepshead e Freshwater Drum . A água do lago também é usada para consumo humano. Diz-se que a água do lago adquire um odor penetrante e descoloração quando a zona morta está ativa nos meses do final do verão.

Estuário do Baixo St. Lawrence

Uma zona morta existe na área do baixo rio São Lourenço de leste do rio Saguenay a leste de Baie Comeau , maior em profundidades acima de 275 metros (902 pés) e observada desde 1930. A principal preocupação dos cientistas canadenses é o impacto nos peixes encontrados na área.

Oregon

Existe uma zona hipóxica que cobre as costas de Oregon e Washington que atingiu o tamanho máximo em 2006 em uma área de mais de 1.158 milhas quadradas. Fortes ventos de superfície entre abril e setembro causam ressurgências frequentes que resultam em um aumento da proliferação de algas, tornando a hipóxia uma ocorrência sazonal. A ressurgência contribuiu para temperaturas mais baixas na zona. A zona morta resultou na realocação de organismos marinhos, como caranguejos e peixes, e na interferência da pesca comercial . Os organismos que não podem ser realocados sufocam, deixando-os impossibilitados de serem usados ​​pelos pescadores. Em 2009, um cientista descreveu "milhares e milhares" de caranguejos, vermes e estrelas do mar sufocados ao longo do fundo do mar da zona hipóxica. Em 2021, 1,9 milhões de dólares foram investidos no monitoramento e na continuação do estudo das condições de hipóxia na área em que ocorre a zona morta.

'Zona morta' do Golfo do México

A área de águas profundas hipóxicas temporárias que ocorre na maioria dos verões ao largo da costa da Louisiana, no Golfo do México, é a maior zona hipóxica recorrente nos Estados Unidos. Ocorre apenas durante os meses de verão do ano devido ao aquecimento do verão, circulação regional, mistura de ventos e alta descarga de água doce. O rio Mississippi , que é a área de drenagem de 41% do território continental dos Estados Unidos, despeja um escoamento rico em nutrientes, como nitrogênio e fósforo, no Golfo do México. De acordo com um informativo de 2009 criado pela NOAA , "setenta por cento das cargas de nutrientes que causam hipóxia são o resultado desta vasta bacia de drenagem". que inclui o coração do agronegócio dos EUA , o meio - oeste . A condição é breve e sazonal, mas é descrita nos mapas como persistente para o impacto máximo da política. A descarga de esgoto tratado de áreas urbanas (pop. C 12 milhões em 2009) combinada com a entrega de escoamento agrícola c. 1,7 milhão de toneladas de fósforo e nitrogênio no Golfo do México todos os anos. O nitrogênio é de fato necessário para aumentar o rendimento das safras, mas as plantas são ineficientes em absorvê-lo e, freqüentemente, mais fertilizantes são usados ​​do que as plantas realmente precisam. Portanto, apenas uma porcentagem do nitrogênio aplicado acaba nas lavouras; e em algumas áreas esse número é inferior a 20%. Mesmo que Iowa ocupe menos de 5% da bacia de drenagem do rio Mississippi, a descarga média anual de nitrato das águas superficiais em Iowa é de cerca de 204.000 a 222.000 toneladas métricas, ou 25% de todo o nitrato que o rio Mississippi entrega ao Golfo do México. A exportação da bacia hidrográfica do rio Raccoon está entre as mais altas dos Estados Unidos, com rendimentos anuais de 26,1 kg / ha / ano, que se classificou como a maior perda de nitrato de 42 sub-bacias do Mississippi avaliadas por um relatório de hipóxia no Golfo do México. Em 2012, Iowa introduziu a Estratégia de Redução de Nutrientes de Iowa, que "é uma estrutura baseada em ciência e tecnologia para avaliar e reduzir os nutrientes nas águas de Iowa e no Golfo do México. Ela foi projetada para direcionar esforços para reduzir os nutrientes nas águas superficiais de ambos os pontos e fontes não pontuais de maneira científica, razoável e econômica. " A estratégia continua a evoluir, usando métodos voluntários para reduzir as contribuições negativas de Iowa por meio de divulgação, pesquisa e implementação de práticas de retenção de nutrientes. A fim de ajudar a reduzir o escoamento agrícola na Bacia do Mississippi, Minnesota aprovou o Estatuto MN 103F.48 em 2015, também conhecido como "Lei de Proteção ", que foi projetada para implementar proteções ciliares obrigatórias entre terras agrícolas e hidrovias públicas em todo o Estado de Minnesota. O Conselho de Recursos Hídricos e do Solo de Minnesota (BWSR) emitiu um relatório de janeiro de 2019 afirmando que a conformidade com a 'Lei do Buffer' atingiu 99%.

Tamanho

A área de fundo de água hipóxica que ocorre por várias semanas a cada verão no Golfo do México foi mapeada na maioria dos anos, de 1985 a 2017. O tamanho varia anualmente de um recorde em 2017, quando abrangia mais de 22.730 quilômetros quadrados (8.776 milhas quadradas ) para uma baixa recorde em 1988 de 39 quilômetros quadrados (15 milhas quadradas). A zona morta de 2015 mediu 16.760 quilômetros quadrados (6.474 milhas quadradas). Nancy Rabalais, do Louisiana Universities Marine Consortium em Cocodrie, Louisiana, previu que a zona morta ou hipóxica em 2012 cobrirá uma área de 17.353 quilômetros quadrados (6.700 milhas quadradas) maior do que Connecticut; no entanto, quando as medições foram concluídas, a área de fundo de água hipóxica em 2012 totalizava apenas 7.480 quilômetros quadrados. Os modelos que usam o fluxo de nitrogênio do rio Mississippi para prever as áreas de "zona morta" foram criticados por serem sistematicamente altos de 2006 a 2014, tendo previsto áreas recordes em 2007, 2008, 2009, 2011 e 2013 que nunca foram realizadas.

No final do verão de 1988, a zona morta desapareceu quando a grande seca fez com que o fluxo do Mississippi caísse ao seu nível mais baixo desde 1933. Durante os períodos de fortes enchentes na Bacia do Rio Mississippi, como em 1993, "" a "zona morta" aumentou dramaticamente em tamanho, aproximadamente 5.000 km (3.107 mi) maior do que no ano anterior ".

Impacto econômico

Alguns afirmam que a zona morta ameaça a pesca comercial e recreativa lucrativa no Golfo do México. "Em 2009, o valor da pesca comercial no Golfo foi de US $ 629 milhões. Quase três milhões de pescadores recreativos contribuíram com cerca de US $ 10 bilhões para a economia do Golfo, fazendo 22 milhões de viagens de pesca." Os cientistas não concordam universalmente que o carregamento de nutrientes tenha um impacto negativo na pesca. Grimes defende que a carga de nutrientes melhora a pesca no Golfo do México. Courtney et al. hipotetizamos que o carregamento de nutrientes pode ter contribuído para o aumento de pargo no norte e oeste do Golfo do México.

Em 2017, a Tulane University ofereceu uma bolsa desafio de US $ 1 milhão para o cultivo de safras com menos fertilizantes.

História

Os arrastões de camarão relataram pela primeira vez uma 'zona morta' no Golfo do México em 1950, mas só em 1970, quando o tamanho da zona hipóxica aumentou, os cientistas começaram a investigar.

Depois de 1950, a conversão de florestas e pântanos para desenvolvimentos agrícolas e urbanos se acelerou. "A Bacia do Rio Missouri teve centenas de milhares de hectares de florestas e pântanos (66 milhões de hectares) substituídos por atividades agrícolas [...] No Baixo Mississippi, um terço das florestas do vale foram convertidas para a agricultura entre 1950 e 1976."

Em julho de 2007, uma zona morta foi descoberta na costa do Texas, onde o rio Brazos deságua no Golfo.

Lei de Segurança e Independência Energética de 2007

A Lei de Independência e Segurança Energética de 2007 prevê a produção de 36 bilhões de galões americanos (140.000.000 m 3 ) de combustíveis renováveis ​​até 2022, incluindo 15 bilhões de galões americanos (57 milhões de m 3 ) de etanol à base de milho, uma triplicação da produção atual que exigiria um aumento semelhante na produção de milho. Infelizmente, o plano apresenta um novo problema; o aumento na demanda pela produção de milho resulta em um aumento proporcional no escoamento de nitrogênio. Embora o nitrogênio, que constitui 78% da atmosfera terrestre, seja um gás inerte, ele tem formas mais reativas, duas das quais (nitrato e amônia) são usadas para fazer fertilizantes.

De acordo com Fred Below , professor de fisiologia da cultura da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign , o milho requer mais fertilizante à base de nitrogênio porque produz mais grãos por unidade de área do que outras culturas e, ao contrário de outras culturas, o milho é totalmente dependente de nitrogênio disponível no solo. Os resultados, relatados em 18 de março de 2008 em Proceedings of the National Academy of Sciences , mostraram que aumentar a produção de milho para atingir a meta de 15 bilhões de galões americanos (57.000.000 m 3 ) aumentaria o carregamento de nitrogênio na Zona Morta em 10-18 % Isso aumentaria os níveis de nitrogênio para duas vezes o nível recomendado pela Força-Tarefa de Nutrientes Hídricos da Bacia do Mississippi / Golfo do México ( Programas de Conservação de Bacias Hidrográficas do Rio Mississippi ), uma coalizão de agências federais, estaduais e tribais que monitoram a zona morta desde 1997. a força-tarefa diz que uma redução de 30% do escoamento de nitrogênio é necessária se a zona morta deve encolher.

Reversão

A recuperação das comunidades bentônicas depende principalmente da duração e da gravidade das condições de hipóxia dentro da zona de hipóxia. Condições menos severas e esgotamento temporário de oxigênio permitem a rápida recuperação das comunidades bentônicas na área devido ao restabelecimento por larvas bentônicas de áreas adjacentes, com condições mais longas de hipóxia e depleção mais severa de oxigênio levando a períodos de restabelecimento mais longos. A recuperação também depende dos níveis de estratificação dentro da área, portanto, áreas fortemente estratificadas em águas mais quentes têm menos probabilidade de se recuperar de condições anóxicas ou hipóxicas, além de serem mais suscetíveis à hipóxia induzida pela eutrofização. A diferença na capacidade de recuperação e suscetibilidade à hipóxia em ambientes marinhos estratificados deve complicar os esforços de recuperação de zonas mortas no futuro, à medida que o aquecimento do oceano continua.

Os sistemas hipóxicos de pequena escala com comunidades ricas ao redor são os mais propensos a se recuperar após o influxo de nutrientes que leva à interrupção da eutrofização. No entanto, dependendo da extensão dos danos e das características da zona, a condição de hipóxia em grande escala também pode se recuperar potencialmente após um período de uma década. Por exemplo, a zona morta do Mar Negro , anteriormente a maior do mundo, desapareceu em grande parte entre 1991 e 2001, depois que os fertilizantes se tornaram muito caros para usar após o colapso da União Soviética e o desaparecimento de economias de planejamento central na Europa Central e Oriental . A pesca voltou a ser uma das principais atividades econômicas da região.

Enquanto a "limpeza" do Mar Negro foi em grande parte não intencional e envolveu uma queda no uso de fertilizantes difíceis de controlar, a ONU defendeu outras limpezas, reduzindo grandes emissões industriais. De 1985 a 2000, a zona morta do Mar do Norte teve o nitrogênio reduzido em 37%, quando os esforços políticos dos países do Rio Reno reduziram as emissões industriais e de esgoto de nitrogênio na água. Outras limpezas ocorreram ao longo do Rio Hudson e da Baía de São Francisco .

Outros métodos de reversão podem ser encontrados aqui .

Veja também

Notas

Referências

Leitura adicional

links externos