نزع أكسجين المحيطات
أثر تغير المناخ

طالع أيضًا: آثار الاحتباس الحراري على المحيطات
في حين أن مناطق الحد الأدنى من الأكسجين تحدث بشكل طبيعي، إلا أنها يمكن أن تتفاقم بسبب التأثيرات البشرية مثل تغير المناخ والتلوث القائم على الأرض من الزراعة والصرف الصحي. ويتوقع نموذج المناخ الحالي وسيناريوهات تغير المناخ حدوث ارتفاع كبير في درجات الحرارة وفقدان الأكسجين في معظم أجزاء المحيط العلوي. يؤدي الاحترار العالمي إلى زيادة درجة حرارة المحيطات، خاصة في المناطق الساحلية الضحلة. وعندما ترتفع درجة حرارة الماء، تقل قدرته على الاحتفاظ بالأكسجين، مما يؤدي إلى انخفاض تركيزات الأكسجين في الماء. وهذا يؤدي إلى تفاقم آثار الإخصاب المفرط في المناطق الساحلية الموضحة أعلاه.
لقد نمت المناطق المفتوحة في المحيطات التي لا تحتوي على أكسجين بأكثر من 1.7 مليون ميل مربع في الخمسين عامًا الماضية، وشهدت المياه الساحلية زيادة عشر أضعاف في المناطق منخفضة الأكسجين في نفس الوقت.
كشف قياس الأكسجين المذاب في المياه الساحلية والمحيطات المفتوحة على مدار الخمسين عامًا الماضية عن انخفاض ملحوظ في محتوى الأكسجين. يرتبط هذا الانخفاض بالتوسع المكاني والتوسع الرأسي واستمرار الظروف المنخفضة الأكسجين في جميع مناطق المحيطات العالمية. توضح دراسات التمدد المكاني لمناطق الحد الأدنى من الأكسجين في الماضي من خلال الأساليب القديمة للمحيطات بوضوح أن التمدد المكاني لمناطق الحد الأدنى من الأكسجين قد توسع مع مرور الوقت، وأن هذا التوسع مرتبط بارتفاع درجة حرارة المحيط وتقليل تهوية مياه الطبقة الحرارية.
حاولت الأبحاث نمذجة التغيرات المحتملة في مناطق الحد الأدنى من الأكسجين نتيجة لارتفاع درجات الحرارة العالمية والتأثير البشري. هذا أمر صعب بسبب العوامل العديدة التي يمكن أن تساهم في التغيرات في مناطق الحد الأدنى من الأكسجين. العوامل المستخدمة لنمذجة التغير في مناطق الحد الأدنى من الأكسجين عديدة، وفي بعض الحالات يصعب قياسها أو تحديدها كمياً. بعض العمليات قيد الدراسة هي تغيرات في قابلية ذوبان غاز الأكسجين نتيجة لارتفاع درجة حرارة المحيط، وكذلك التغيرات في كمية التنفس والتمثيل الضوئي حول مناطق الحد الأدنى من الأكسجين. خلصت العديد من الدراسات إلى أن مناطق الحد الأدنى من الأكسجين تتوسع في مواقع متعددة، لكن تقلبات مناطق الحد الأدنى من الأكسجين الحديثة لا تزال غير مفهومة تمامًا. تتوقع نماذج نظام الأرض الحالية انخفاضات كبيرة في الأكسجين والمتغيرات الفيزيائية والكيميائية الأخرى في المحيط بسبب تغير المناخ، مع تداعيات محتملة على النظم البيئية والبشر.
إن الانخفاض العالمي في محتوى الأكسجين المحيطي ذو دلالة إحصائية ويبرز خارج حدود التقلبات الطبيعية. يتسارع هذا الاتجاه لفقدان الأكسجين، مع حدوث خسائر واسعة النطاق وواضحة بعد الثمانينيات. يختلف معدل ومحتوى فقدان الأكسجين الكلي حسب المنطقة، حيث يبرز شمال المحيط الهادئ كنقطة ساخنة خاصة لنزع الأكسجين بسبب زيادة الوقت منذ آخر تهوية لمياهه العميقة (انظر الدورة الحرارية الملحية) وارتفاع استخدام الأكسجين الظاهر (AOU) المرتبط بها. تتراوح تقديرات إجمالي فقدان الأكسجين في المحيط العالمي من 119 إلى 680 طن مول لكل عقد من الزمان منذ الخمسينيات. تمثل هذه التقديرات 2٪ من مخزون الأكسجين العالمي في المحيط.
قد يؤدي ذوبان الهيدرات الغازية في الطبقات السفلية من الماء إلى إطلاق المزيد من الميثان من الرواسب والاستهلاك اللاحق للأكسجين عن طريق التنفس الخلوي للميثان إلى ثاني أكسيد الكربون. ومن الآثار الأخرى لتغير المناخ على المحيطات التي تسبب نزع الأكسجين في المحيط هو تغير الدورة المحيطية. مع ارتفاع درجة حرارة المحيط من السطح، من المتوقع أن تزداد الطبقية، مما يدل على ميل لتباطؤ الدورة في المحيط، مما يزيد من نزع الأكسجين في المحيط.