اقیانوس‌هایی که دیگر نفس نمی‌کشند
فرار از دست شکارچی‌ها، غذا خوردن و دیگر فعالیت‌های جانوران به اکسیژن نیاز دارد. اما نتایج چندین مطالعه نشان داده‌اند که دیگر برای حیات آبی، دستیابی به چنین عنصری آسان نیست. آندریاس اوشلایس، دانشمند اقیانوس‌شناس مرکز پژوهش‌های اقیانوسی هلمهولتز در آلمان که همراه‌با چند پژوهشگر دیگر سطوح اکسیژن اقیانوس‌ها را ردیابی می‌کند، می‌گوید که در دهه‌ی گذشته سطوح اکسیژن اقیانوس‌ها کاهش ناگهانی داشته است؛ روند هشداردهنده‌ای که با تغییرات اقلیمی ارتباط دارد. او می‌گوید:
ما از شدت تغییراتی که مشاهده کردیم، متعجب شدیم. اینکه سرعت کاهش اکسیژن در اقیانوس چقدر است و چقدر اثرات بزرگی روی اکوسیستم‌های دریایی دارد. این برای دانشمندان موضوع عجیبی نیست که اقیانوس‌های در حال گرم شدن، اکسیژن از دست بدهند اما مقیاس این تغییر چنان عظیم است که به توجه فوری نیاز دارد.
برخی از مطالعات اخیر نشان داده‌اند که سطوح اکسیژن در برخی از مناطق گرمسیری، طی ۵۰ سال گذشته تا ۴۰ درصد کاهش یافته است. میزان این کاهش در مناطق دیگر کمتر بوده، به‌طوری که میانگین جهانی کاهش اکسیژن آب حدود ۲ درصد است. بااین‌حال، جانوران اقیانوسی کوچک و بزرگ، حتی نسبت‌به تغییرات کم در اکسیژن آب نیز حساس هستند و با جست‌وجو به‌دنبال پناهگاه‌های دارای اکسیژن بیشتر یا تغییر رفتار، درمقابل این کاهش واکنش نشان می‌دهند. این تغییرات می‌تواند موجب شود این جانوران در معرض شکارچیان جدید قرار بگیرند یا اینکه موجب می‌شود به مناطقی بروند که غذا در آنجا کمیاب است. اوشلایس می‌گوید:
تغییرات اقلیمی مشکلات جدی برای حیات دریایی ایجاد کرده اما در حال حاضر اکسیژن‌زدایی، مهم‌ترین مشکل پیش روی حیات دریایی است.
رسوبات معلق در خلیج مکزیک که بخشی از آن از رودخانه‌هایی نظیر می‌سی‌سی‌پی منشا می‌گیرند. این رسوبات مواد مغذی با خود حمل می‌کنند و همچون کودی برای رشد جلبک‌ها و کاهش سطح اکسیژن اقیانوس عمل می‌کنند
مشکلی به بزرگی زنجیره غذایی
یک اقیانوس درحال گرم شدن، به دو دلیل اکسیژن خود را از دست می‌دهد. اول اینکه، هرچه یک مایع گرم‌تر شود، گاز کمتری می‌تواند در خود نگه دارد. دوم، وقتی یخ دریاهای قطبی ذوب می‌شود، یک لایه آب شناور روی سطح سردتر و شورتر آب تشکیل می‌دهد. این فرایند موجب ایجاد نوعی پوشش می‌شود که می‌تواند مانع از مخلوط شدن آب‌های سطحی و رفتن آن‌ها به اعماق شود. به‌علت اینکه، تمام اکسیژن از سطح به این زیستگاه وارد می‌شود (یا مستقیما ازطریق اتمسفر یا درنتیجه‌ی عمل فتوسنتز فیتوپلانکتون‌ها)، مخلوط شدن کمترِ آب، به‌معنای کاهش میزان اکسیژن در عمق آب است.
برخی از مناطق ساحلی نزدیک استوا به‌طور طبیعی نقاط دارای اکسیژن پایین هستند زیرا آن‌ها حاوی آب‌های غنی از مواد مغذی هستند که در آن باکتری‌ها رشد و وقتی حیات مرده‌ی دریایی را تجزیه می‌کنند، اکسیژن را به مصرف می‌رسانند. اما برای دانشمندان، تغییر در اکوسیستم‌های مناطق دیگری مانند اقیانوس‌های آزاد و در اطراف قطب عجیب است زیرا این مناطق به‌عنوان نقاط آسیب‌پذیر درنظر گرفته نشده‌اند. این پژوهشگران، در سال گذشته در مجله‌ی Nature گزارش کردند که مدل‌های اقلیمی که تغییرات آینده را پیش‌بینی می‌کنند، میزان کاهش اکسیژن را در اقیانوس‌های سرتاسر کره‌ی زمین کمتر از حد برآورد می‌کنند.
در پژوهشی دیگر، اثرات کاهش بسیار اندک میزان اکسیژن آب در مناطق تجمع زئوپلانکتون‌ها (جانورانی که در پایه‌ی زنجیره‌ی غذایی قرار گرفته‌اند)، گزارش شد. کارن ویشنر، دانشمند اقیانوس‌شناس دیگری می‌گوید که آن‌ها بیش‌از‌حد مورد انتظار او نسبت‌به کاهش اکسیژن حساس هستند.
بعضی از گونه‌ها به اعماق بیشتر که در آنجا آب سردتر بوده و اکسیژن بیشتری وجود دارد، می‌روند اما در بعضی مواقع، رفتن به عمق بیشتر به آن‌ها کمکی نمی‌کند زیرا در آن مناطق، یافتن غذا دشوارتر است یا اینکه تولیدمثل در آب‌های سردتر مشکل می‌شود. بسیاری از شکارچیان از جمله ماهی‌ها، خرچنگ‌ها و نهنگ‌ها، یا از زئوپلانکتون‌ها یا از ماهی‌هایی که زئوپلانکتون‌ها را می‌خورند، تغذیه می‌کنند، بنابراین نحوه‌ی مقابله‌ی زئوپلانکتون‌ها با این شرایط روی کل زنجیره‌ی غذایی جانوران اثر می‌گذارد.
علاوه‌بر اختلالاتی که در زنجیره‌ی غذایی پیش می‌آید، جانوران وقتی بدن خود را برای فعالیت در سطوح پایین‌تر اکسیژن تنظیم می‌کنند، چالش‌های دیگری نیز پدید می‌آید. در پژوهشی که در ماه گذشته منتشر شد، پژوهشگران گزارش کردند میگوهای چینی برای حفظ انرژی در محیط‌های دارای اکسیژن پایین، از میزان تحرک خود کم می‌کنند. در مطالعه‌ی دیگری گزارش شد با کاهش سطوح اکسیژن، ماهی‌های تُن اسپرم‌های کمتری تولید می‌کردند و درصد اسپرم‌های قادر به حرکت آن‌ها نیز کمتر بود. لیلیان مک‌کورمیک از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید:
عملکردهای حسی اصلی مانند دیدن و شنیدن نیز ممکن است در محیط اقیانوسی دارای اکسیژن کم، دچار آسیب شود.
نتایج اولیه‌ی او نشان می‌دهند که حتی کاهش اندک در اکسیژن موجب اختلال بینایی در برخی از زئوپلانکتون‌ها می‌شود (این وضعیت در انسان‌ها هم اتفاق می‌افتد. قدرت دید در شب و تشخیص رنگ‌ها در افرادی که به ارتفاعات بالا سفر می‌کنند، ضعیف می‌شود). بسیاری از گونه‌های زئوپلانکتون، برای رفتن به اعماق آب و پرهیز از شکارچیان، از راهنماهای بصری موجود در آب استفاده می‌کنند و بنابراین اندک اختلالی در بینایی باعث می‌شود که آن‌ها نتوانند این نشانه‌ها را متوجه شوند. برخی از موجودات مانند چترهای دریایی دربرابر کمبود اکسیژن مقاومت بیشتری دارند. براد سیبل، اقیانوس‌شناس دانشگاه فلوریدای جنوبی می‌گوید:
تمام جانوران تاثیرات کمبود اکسیژن را احساس خواهند کرد زیرا در همه‌ی آن‌ها ظرفیت اکسیژن به‌دلیلی تکامل یافته است. هرگونه کاهش در اکسیژن روی بقا و عملکرد آن‌ها تاثیر خواهد گذاشت.
سطوح اکسیژن محلول در اقیانوس‌های زمین (a) و تغییر سطوح اکسیژن در طول پنج دهه‌ی گذشته (b)
کاهش زیستگاه‌ها
با کاهش مناطق غنی از اکسیژن، زیستگاه‌های فعلی ماهی‌ها نیز کم خواهند شد و موجب می‌شود که گونه‌های مهم اقتصادی مانند ماهی تُن، وارد محدوه‌های جدیدی شوند. در مناطق گرمسیری شمال شرق اقیانوس اطلس، زیستگاه‌های ماهیان تن و نول‌ماهیان از سال ۱۹۶۰ تا ۲۰۱۰ درحدود ۱۵ درصد کاهش داشته است. علاوه‌بر‌این، ماهیگیران ساحلی با فشار حاصل از رواناب‌های کشاورزی که موجب رشد فزاینده‌ی جلبک‌هایی می‌شود که اکسیژن را مصرف می‌کند، نیز روبه‌رو هستند (مانند وضعیتی که در نزدیکی دهانه‌ی رود می‌سی‌سی‌پی در خلیج مکزیک وجود داشته است). این «مناطق مرده» برخی از ماهی‌ها را مجبور می‌کنند که به‌دنبال یافتن مناطق دارای اکسیژن بیشتر، در مرزهای قلمرو خود تجمع کنند. این امر می‌تواند به ماهیگیران کمک کند که آن‌ها را پیدا کنند زیرا ماهیان در مناطق متراکمی جمع می‌شوند اما در عین حال احساس اشتباهی در مورد فراوانی آن‌ها ایجاد می‌کند که در بلندمدت پایدار نیست.
اوشلایس به‌منظور پرداختن به مشکل کمبود اکسیژن در اقیانوس‌ها، به برگزاری کنفرانسی بین‌المللی درمورد این موضوع کمک کرد. شرکت‌کنندگان در این کنفرانس بیانیه‌ای برای هشدار در این زمینه به دولت‌ها و مردم صادر کردند و نیز خواستار اقدامی فوری برای حل مشکل شدند. آن‌ها از دولت‌ها و گروه‌های بین‌المللی خواستند که گام‌های بلندتری برای کاهش تغییرات اقلیمی و جلوگیری از آلودگی آب‌های ساحلی توسط رواناب‌هایی که موجب تسریع روند کاهش اکسیژن می‌شوند، بردارند.