Okeāna anoksiskie notikumi — definīcija, cēloņi un sekas

Uzzini par okeāna anoksiskajiem notikumiem — definīciju, cēloņus un sekas: skābekļa zudums, biotiskas krīzes, vēsturiski piemēri un mūsdienu "mirušās zonas".

Anoksiskie notikumi (AE) notiek, kad okeānos zem virsmas līmeņa pilnībā samazinās skābekļa (O₂ ) daudzums. Tos var saukt par okeāna anoksiskiem notikumiem vai dziļūdens anoksiskiem notikumiem. Būtiska atšķirība ir starp hipoksiju (samazināts skābekļa līmenis, bet ne pilnīga izsīkšana) un anoksiju (praktiski bez skābekļa). Termins euxīnija tiek lietots, ja papildus anoksijai ūdenī parādās arī toksisks sēra ūdeņradis (H₂S).

Cēloņi

Anoksiskie notikumi parasti rodas, kad tiek traucēta ūdens apmaiņa starp virsmas slāņiem un dziļūdens vai kad pieaug organisko vielu ieplūde, kas palielina skābekļa patēriņu sadalīšanās procesā. Galvenie cēloņi:

• Paaugstināta barības vielu (nutrientu) pieplūde: lauksaimniecības mēslojumi, notekūdeņi un citi avoti veicina fitoplanktona uzplaukumu; pēc šā ziedēšanas organismu sadalīšanās patērē lielu daudzumu skābekļa.
• Termālā stratifikācija: siltāks virsmas ūdens samazina vertikālo miksēšanos ar aukstāku dziļāku ūdeni, novēršot skābekļa piegādi dziļākajiem slāņiem.
• Mainīta okeāna cirkulācija: klimata izmaiņas vai ģeoloģiskas izmaiņas var vājināt dziļūdens cirkulāciju un ventilāciju.
• Vulkāniskā aktivitāte un ģeoloģiskie faktori: pagātnē masīvi vulkāni un saistītās klimatiskās izmaiņas ir radījušas apstākļus, kas veicināja ilgstošus anoksiskos posmus.
• Bioloģiskie procesi: masveida fitoplanktona vai baktēriju ziedēšanas, organisko nogulumu uzkrāšanās un mikrobu sadalīšanās vietējā mērogā var izraisīt lokālu anoksiju.

Ģeoloģiskie un paleobioloģiskie pierādījumi

Lieli anoksiskie procesi ir notikuši, taču ne miljoniem gadu. Ar organiskām vielām bagāto nogulumu (melno slānekļu) ģeoloģiskie dati liecina, ka tie ir bijuši pagātnē. Šādas nogulsnes veidojas, jo anoksiskā vidē organiskās vielas netiek pilnībā sadalītas un saglabājas nogulumos. Papildus slānekļiem par anoksijas notikumiem liecina:

• izotopu (piem., oglekļa, sēra) maiņa sedimentos;
• bakteriālie un augu biomarķieri, kas norāda uz zemu skābekļa vidi;
• piritu un citu sēru minerālu rašanās;
• izmaiņas fosiliju kopienās — masveida izmiršana vai faunas reorganizācija.

Sekas un ietekme

Anoksiskie notikumi var radīt plašas vides un ekoloģiskas sekas:

• Masveida izmiršana: Anoksija un euxīnija var izraisīt plašu dzīvības formu zudumu jūras ekosistēmās. Anoksiskie notikumi, iespējams, ir izraisījuši masveida izmiršanu. Šie masveida izmiršanas gadījumi bija tik raksturīgi, ka ģeologi tos ir izmantojuši kā marķierus biostratigrāfiskajā datēšanā.
• Pārtikas tīklu sabrukums: zivis un citi dzīvnieki, kas nevar migrēt prom, mirst vai pārvērtējas kopienu sastāvā — dominē baktērijas un anaerobie organismi.
• Toksiskie savienojumi: euxīnija rada H₂S, kas ir nāvējošs daudzām organismu grupām un var izraisīt ķīmiskas un atmosfēras izmaiņas.
• Ekonomiskā ietekme: zivkopības, tūrisma un piekrastes kopienu labklājība tiek ietekmēta "mirušo zonu" veidošanās dēļ.
• Ilgtspējīgas ģeoloģiskās liecības: anoksiskie periodi atstāj melnos slānekļus un citus sedimentus, kas vēlāk var saturēt fosilā kurināmā vai citus resursus.

Parasti okeānu anoksiskie notikumi ilgst mazāk nekā pusmiljonu gadu pirms pilnīgas atjaunošanās.

Mūsdienu piemēri un novērošana

Mūsdienās uz Zemes ir vairākas vietas, kurās ir vērojamas anoksisko notikumu iezīmes lokālā līmenī. "Mirušās zonas" pastāv ASV austrumu piekrastē Česapīkas līcī, Skandināvijas Kategata šaurumā, Melnajā jūrā, Adrijas jūras ziemeļu daļā un pie Luiziānas krastiem. Šajās vietās anoksija rodas galvenokārt no barības vielu ieplūdes, stratifikācijas un ierobežotas apmaiņas ar atvērtu jūru.

Mūsdienu zinātniskā uzraudzība izmanto šādus rīkus:

• ūdens kvalitātes mērījumi (skābekļa saturs, temperatūra, sāļums);
• satelītnovērošana fitoplanktona ziedēšanas un barības vielu koncentrāciju noteikšanai;
• sedimentu un biogeokīmisko paraugu analīze;
• ekosistēmu modelēšana, kas prognozē potenciālas anoksijas attīstību klimata pārmaiņu apstākļos.

Novēršana un pārvaldība

Lai samazinātu anoksijas risku un atjaunotu skābekļa līmeni, tiek ieteiktas vairākas pasākumu grupas:

• Barības vielu (nutrientu) samazināšana: uzlabota notekūdeņu attīrīšana, zemes apsaimniekošanas prakses, kas samazina mēslojuma aizskalošanos, un piekrastes buferzonu atjaunošana.
• Ilgtspējīga zvejas un piekrastes pārvaldība: lai mazinātu antropogēno spiedienu uz jūras biotopiem un palīdzētu ekosistēmai atgūties.
• Tehniskas risinājumu izmantošana: vietēji izmērojamas aerācijas/oksigenācijas metodes, kas dažkārt tiek lietotas ezeros vai ierobežotās piekrastes zonās.
• Politiskā un reģionālā sadarbība: piesārņojuma kontrole un integrēta jūras telpas pārvaldība, jo barības vielu avoti un anoksija bieži pārsniedz administratīvās robežas.

Kopsavilkums

Anoksiskie notikumi ir nozīmīgs gan geoloģisks fenomens, gan mūsdienu vides problēma. Pagātnes anoksiskie periodi ir saistīti ar melno slānekļu veidošanos un dažkārt ar masveida izmiršanu, bet šodien lokālas "mirušās zonas" galvenokārt izraisa cilvēka darbība — pārmērīga barības vielu nosēšanās, klimata sasilšana un samazināta ūdens apmaiņa. Efektīva novēršana prasa gan vietējus pasākumus, gan plašāku politisku un starpteritoriālu sadarbību, lai saglabātu jūras ekosistēmu veselību un zivsaimniecības ilgtspēju.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir anoksisks notikums?

Q: Kādi ir dažādi nosaukumi anoksiskiem notikumiem?

J: Vai pēdējā laikā ir bijuši lieli anoksiskie notikumi?

J: Kādas liecības par anoksiskiem notikumiem atrodamas ģeoloģiskajos ierakstos?

J: Vai anoksiskie notikumi ir izraisījuši masveida izmiršanu?

J: Cik ilgi parasti ilgst okeānu anoksiskie notikumi?

J: Kādi ir daži piemēri vietām uz Zemes, kurās ir vērojamas anoksisko notikumu pazīmes lokālā līmenī?

Meklēt pēc burta