Океаните съдържат кислород, но в много ниски количества в тропическия изток. Тези зони с ниско съдържание на кислород ограничават оцеляването на рибите и други организми. Важно е да се разбере какво се случва с изменението на климата в тези региони с опасно ниски концентрации на кислород.

Сборът от фитопланктон произвежда около половината от целия кислород на Земята, въпреки че добавя много по-малка маса от всички дървета, взети заедно. Тези микроорганизми консумират въглероден диоксид, за да произвеждат енергия и отделят кислород като отпадъци, в известния процес, наречен фотосинтеза.

Кислородът се произвежда в огромни количества близо до повърхността на океаните, където достига светлината. Океанът може да поддържа само определено количество кислород, което зависи от разтворимостта на кислорода в течността. Това основно се дава от температурата. Студената вода може да побере повече кислород. В райони с високо производство на кислород той се разсейва в атмосферата, тъй като водата не може да поддържа целия създаден кислород.

В крайна сметка на повърхността на океаните количеството кислород е почти пряка функция на температурата. След това този кислород достига дълбините чрез големи водни тела, които се образуват в Южния океан и в Северния Атлантик.

слабо

Бактериите и други организми консумират органични вещества и дишат кислород, за да произвеждат енергия, променяйки разпределението на кислорода. Виждаме, че концентрацията на кислород е по-ниска на дъното на океаните и особено в тропиците. Парцели вода, които дълго време не са „виждали“ повърхността, губят почти целия кислород при бактериално дишане.

Конкретен случай се среща в източните океани в тропиците. Там вентилацията е почти нулева (така че от атмосферата често не идва нов кислород). Големите въртящи се субтропични течения не отиват там. Единствената директна вентилация идва през много тесни струи от запад на изток. Освен това големият издигане на дълбоки води в източната част на океаните носи много хранителни вещества. Фитопланктонът увеличава фотосинтезата благодарение на този принос на хранителни вещества и те произвеждат повече органични вещества, отколкото където и да било другаде в океаните.

Тази органична материя е храна за бактериите. Има повече дишане, когато има повече органични вещества. Тези лошо проветриви зони, които съдържат и много високи нива на дишане, достигат много ниски нива на кислород, токсични за повечето организми.

Какво ще се случи с изменението на климата? Ще се разширят ли бедните на кислород зони?

По принцип, с изменението на климата и глобалното затопляне, водният стълб се очаква да бъде по-стабилен, тоест по-малко вентилация. В световен мащаб нивото на кислорода ще спадне а) поради липса на вентилация или контакт с атмосферата (75% от ефекта), б), защото водата ще може да задържа по-малко кислород при по-високи температури (25% от ефекта).

С затоплянето се намалява и притокът на хранителни вещества от дъното на океаните към продуктивните зони в близост до повърхността. Ако фотосинтетичната активност е намалена, дишането на кислород от бактерии също се намалява, т.е. нивото на кислорода се повишава.

След това има намаляване на вентилацията и повишаване на температурата, което по принцип намалява количеството кислород, но намаляване на органичните вещества, което увеличава количеството кислород. Кой печели?

Има наблюдения, които ясно показват, че кислородът е спаднал през последните 30 години в тропиците. Въпреки че тези промени могат да се дължат на естествената изменчивост на тропиците, която е свързана с елисийските ветрове (Deutsch et al. 2014, „Стогодишни промени в аноксията в северната част на Тихия океан, свързани с тропическите пасати“, Наука)

Междувременно климатичните модели сочат леко увеличение на кислорода в тропиците, въпреки че трябва да бъдете внимателни, тъй като тези модели са с ниска резолюция и не представляват добре екваториална вентилация.

В заключение ще трябва да изчакаме още години, за да видим какво ще се случи със зоните с ниско съдържание на кислород. Ясно е, че глобалният кислород ще намалее и че всяка промяна в източните тропици ще повлияе значително на рибния пазар в Долна Калифорния и Перу.