Låga syreförhållanden som utgör ett betydande hot mot det marina livet är utbredda och ökar i kustnära Stillahavsvattnen i nordvästra havet när klimatet värms upp, visar en ny studie.
Forskare har funnit att 2021 upplevde mer än hälften av kontinentalsockeln utanför Stilla havets nordvästra kust det lågsyretillstånd som kallas hypoxi, säger studiens huvudförfattare, Jack Barth från Oregon State University.
"Vi har vetat att förhållanden med låg syrehalt ökar baserat på enskilda studiepunkter tidigare, men detta bekräftar att dessa förhållanden inträffar över Stilla havets nordvästra kustvatten," säger Barth, professor i oceanografi vid College of Earth, Ocean. och Atmosfärsvetenskap. "Säsongen 2021 var ovanligt stark jämfört med tidigare år, men med klimatförändringarna är vi på väg i en riktning där detta kan vara normen."
Den nya studien, publicerad nyligen i Scientific Reports , är baserad på data som samlats in av ett aldrig tidigare skådat antal forskningsfartyg och autonoma undervattensglidare som samlade in mätningar i havet under sommaren 2021.
Den stora mängden data gav forskarna en mer fullständig och nyanserad förståelse av syrebristets svårighetsgrad och rumsliga fördelning i kustvattnen i norra Kaliforniens ström, säger Barth, som också fungerar som specialrådgivare till OSU:s program för marina och kustmöjligheter
"Den här bilden har behövts under lång tid av beslutsfattare och fiskeriförvaltare som fattar beslut om användningen av havet", sa han.
I genomsnitt upplevde nästan hälften av kontinentalsockeln, ett område av samma storlek som Oregons Willamette Valley och något mindre än delstaten Connecticut, hypoxi under sommarens uppväxtperiod 2021.
Vinddriven uppströmning för djupare, kallare, näringsrikt vatten till havsytan, vilket ger bränsle till ett produktivt näringsnät i övre oceanen. Men samma uppströmning driver djupt vatten med låg syrehalt nära havets botten mot kusten. Nivåerna av löst syre drivs ännu lägre nära havsbotten av sönderfall av naturligt förekommande växtplankton som regnar ner ovanifrån. När syrenivåerna sjunker avsevärt kan många marina organismer, inklusive ekonomiskt och kulturellt viktiga Dungeness-krabbor, inte flytta tillräckligt snabbt och dör av syresvält.
Vissa områden i kusthavet såg högre nivåer av hypoxi än andra, visade data. Områden på södra Oregonkusten upplever mindre syrebrist, till exempel. Heceta Bank, en region cirka 35 miles utanför Florens som är känd för sitt rikliga och mångsidiga marina liv, är också mer motståndskraftig mot hypoxiska förhållanden. Regionen vid Heceta Bank mot Cape Perpetua, där kustvattnet inte är lika väl spolat, är dock utsatt för hypoxi.
Att kartlägga de varierande frekvenserna av hypoxi längs kusten bekräftade också för forskare samspelet mellan havsbottens geografi och havsdynamiken, konstaterade Barth.
"Jag blev förvånad när jag såg kartorna", sa han. "Det bekräftar verkligen vår förståelse av hur undervattensgeografi påverkar hypoxi."
En jämförelse av kartor från tidigare år visar en konsekvent trend av att hypoxi ökar över tiden. Hypoxi var i princip obefintlig, på 2%, från 1950 till 1980, cirka 24% från 2009 till 2018, och 56% år 2021. Den trenden kvarstår även när forskare redogör för variationer från år till år, noterade Barth. Forskare utvecklar nu kartor för 2022 och 2023 med 2021 års kartor som vägledning.
Resultaten ger beslutsfattare och fiskeförvaltare ytterligare beslutsfattande verktyg när havsförhållandena fortsätter att förändras, sa Barth.
"På land vet vi var gräsmarken är, var skogarna är, var floderna rinner så att vi kan använda dessa resurser på ett hållbart sätt. Om vi inte har den typen av förståelse för havet, hur gör vi planer för hållbar användning av havet?" han sa. "När vi tänker på alla olika användningar av havet, från fiske till marina reservat, och effekter som värmeböljor och utveckling av förnybar energi, kan vi hantera alla dessa saker bättre om vi förstår miljösituationen."
Studien belyser också behovet av regelbunden övervakning och kartläggning av hypoxi längs Stilla havets nordvästra kust när förhållandena fortsätter att förändras, sa Barth.
"Denna ansträngning är en demonstration av vad vi är kapabla att göra om vi samordnar våra ansträngningar", sa han. "Nu när vi har gjort detta en gång och förstår några av de viktigaste geografiska särdragen kan vi rikta in vårt urval för att på bästa sätt övervaka dessa områden över tid."
Medförfattare till uppsatsen är Stephen Pierce och Anatoli Erofeev från OSU's College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences; Francis Chan och Cheryl Morgan från OSU:s Cooperative Institute for Marine Ecosystem and Resources Studies; Brendan Carter och Richard Feely från NOAA:s Pacific Marine Environmental Laboratory; Jennifer Fisher, Kym Jacobson, Aimee Keller och Victor Simon från NOAA:s Northwest Fisheries Science Center; och Leif Rasmuson från Oregon Department of Fish and Wildlife.
Mer information: John A. Barth et al, Utbredd och ökande hypoxi nära botten i kusthavet utanför Nordvästra USA, Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-54476-0
Tillhandahålls av Oregon State University
