Las zonas muertas son áreas hipóxicas (con poco oxígeno ) en los océanos y grandes lagos del mundo . La hipoxia ocurre cuando la concentración de oxígeno disuelto (OD) cae a 2 mg de O 2 /litro o menos. [2] Cuando un cuerpo de agua experimenta condiciones hipóxicas, la flora y la fauna acuática comienzan a cambiar de comportamiento para llegar a secciones de agua con niveles más altos de oxígeno. Una vez que el OD desciende por debajo de 0,5 ml de O 2 /litro en una masa de agua, se produce una mortalidad masiva. Con una concentración tan baja de OD, estos cuerpos de agua no sustentan la vida acuática que vive allí. [3] Históricamente, muchos de estos sitios se producían de forma natural. Sin embargo, en la década de 1970, los oceanógrafos comenzaron a notar un aumento de casos y extensiones de zonas muertas. Estos se dan cerca de costas habitadas , donde se concentra más la vida acuática .
Las regiones costeras, como el mar Báltico , el norte del Golfo de México y la bahía de Chesapeake , así como grandes masas de agua cerradas como el lago Erie , se han visto afectadas por la desoxigenación debido a la eutrofización . El exceso de nutrientes llega a estos sistemas a través de los ríos, en última instancia a partir de escorrentías urbanas y agrícolas y exacerbado por la deforestación. Estos nutrientes conducen a una alta productividad que produce materia orgánica que se hunde hasta el fondo y se respira. La respiración de esa materia orgánica consume el oxígeno y provoca hipoxia o anoxia .
El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente informó de 146 zonas muertas en 2004 en los océanos del mundo donde la vida marina no podía sustentarse debido a los niveles reducidos de oxígeno. Algunos de ellos eran tan pequeños como un kilómetro cuadrado (0,4 mi 2 ), pero la zona muerta más grande cubría 70.000 kilómetros cuadrados (27.000 mi 2 ). Un estudio de 2008 contabilizó 405 zonas muertas en todo el mundo. [4] [2]
Las zonas muertas acuáticas y marinas pueden deberse a un aumento de nutrientes (particularmente nitrógeno y fósforo) en el agua, lo que se conoce como eutrofización . Estos nutrientes son los componentes fundamentales de los organismos unicelulares similares a plantas que viven en la columna de agua y cuyo crecimiento está limitado en parte por la disponibilidad de estos materiales. Con más nutrientes disponibles, los organismos acuáticos unicelulares (como las algas y las cianobacterias) tienen los recursos necesarios para superar su límite de crecimiento anterior y comenzar a multiplicarse a un ritmo exponencial. El crecimiento exponencial conduce a rápidos aumentos en la densidad de ciertos tipos de este fitoplancton , un fenómeno conocido como floración de algas . [6]
El limnólogo David Schindler , cuyas investigaciones en la zona de lagos experimentales llevaron a la prohibición de los fosfatos nocivos en los detergentes, advirtió sobre la proliferación de algas y las zonas muertas.
"Las floraciones que mataron a los peces y que devastaron los Grandes Lagos en las décadas de 1960 y 1970 no han desaparecido; se han desplazado hacia el oeste, hacia un mundo árido en el que la gente, la industria y la agricultura están poniendo cada vez más a prueba la calidad de la poca agua dulce que hay. "Esto no es sólo un problema de las praderas. La expansión global de las zonas muertas causadas por la proliferación de algas está aumentando rápidamente". [7]
Los principales grupos de algas son las cianobacterias , las algas verdes , los dinoflagelados , los cocolitóforos y las diatomeas . Un aumento en el aporte de nitrógeno y fósforo generalmente provoca la proliferación de cianobacterias. Otras algas se consumen y, por tanto, no se acumulan en la misma medida que las cianobacterias. [ cita necesaria ] Las cianobacterias no son un buen alimento para el zooplancton y los peces y, por lo tanto, se acumulan en el agua, mueren y luego se descomponen. La degradación bacteriana de su biomasa consume el oxígeno del agua, creando así el estado de hipoxia . [ cita necesaria ]
Las zonas muertas pueden ser causadas por factores naturales y antropogénicos . Las causas naturales incluyen surgencias costeras, cambios en el viento y patrones de circulación del agua. Otros factores ambientales que determinan la aparición o intensidad de una zona muerta incluyen largos tiempos de residencia del agua, altas temperaturas y altos niveles de penetración de la luz solar a través de la columna de agua. [8]
Además, los fenómenos oceanográficos naturales pueden provocar la desoxigenación de partes de la columna de agua. Por ejemplo, las masas de agua cerradas, como los fiordos o el Mar Negro , tienen umbrales poco profundos en sus entradas, [9] lo que hace que el agua quede atrapada allí durante mucho tiempo. [ cita necesaria ] El Océano Pacífico tropical oriental y el Océano Índico norte han reducido las concentraciones de oxígeno que se cree que se encuentran en regiones donde hay una circulación mínima para reemplazar el oxígeno que se consume. [10] Estas áreas también se conocen como zonas mínimas de oxígeno (OMZ). En muchos casos, las OMZ son áreas permanentes o semipermanentes. [ cita necesaria ]
Los restos de organismos encontrados dentro de las capas de sedimentos cerca de la desembocadura del río Mississippi indican cuatro eventos hipóxicos antes de la llegada de los fertilizantes sintéticos. En estas capas de sedimentos, los restos más frecuentes son las especies tolerantes a la anoxia . Los períodos indicados por el registro de sedimentos corresponden a registros históricos de caudal elevado de río registrados por instrumentos en Vicksburg, Mississippi . [ cita necesaria ]
Los cambios en la circulación oceánica provocados por el cambio climático en curso también podrían agregar o magnificar otras causas de reducción de oxígeno en el océano. [11]
Las causas antropogénicas incluyen el uso de fertilizantes químicos y su posterior presencia en el agua de escorrentía y las aguas subterráneas, la descarga directa de aguas residuales a ríos y lagos, y la descarga de nutrientes a las aguas subterráneas a partir de grandes cantidades acumuladas de desechos animales. El uso de fertilizantes químicos se considera la principal causa de zonas muertas relacionadas con el hombre en todo el mundo. Sin embargo, la escorrentía de las aguas residuales, el uso del suelo urbano y los fertilizantes también pueden contribuir a la eutrofización. [12]
En agosto de 2017, un informe sugirió que la industria cárnica y el sistema agroeconómico de Estados Unidos son predominantemente responsables de la mayor zona muerta jamás registrada en el Golfo de México . [13] La escorrentía del suelo y el nitrato lixiviado , exacerbados por el manejo de tierras agrícolas y las prácticas de labranza, así como por el uso de estiércol y fertilizantes sintéticos , contaminaron el agua desde el Heartland hasta el Golfo de México. Una gran parte de los subproductos de materia vegetal de los cultivos cultivados en esta región se utilizan como componentes importantes de piensos en la producción de animales para carne para empresas de agronegocios, como Tyson y Smithfield Foods. [14] Más del 86% de la alimentación del ganado no es comestible para los humanos. [15]
Las zonas muertas notables en los Estados Unidos incluyen la región norte del Golfo de México, [5] que rodea la desembocadura del río Mississippi, las regiones costeras del noroeste del Pacífico y el río Elizabeth en Virginia Beach, todas las cuales se ha demostrado que son Acontecimientos recurrentes en los últimos años. En todo el mundo, se han desarrollado zonas muertas en mares continentales, como el Mar Báltico , el Kattegat , el Mar Negro, el Golfo de México y el Mar de China Oriental , todos ellos importantes zonas pesqueras. [2]
Las zonas muertas se pueden clasificar por tipo y se identifican por la duración de su aparición: [16]
El tipo de zona muerta puede, de alguna manera, clasificarse según el tiempo necesario para que el agua recupere su plena salud. Este período de tiempo depende de la intensidad de la eutrofización y del nivel de agotamiento de oxígeno. Un cuerpo de agua que se hunde en condiciones anóxicas y experimenta una reducción extrema en la diversidad de la comunidad tendrá que recorrer un camino mucho más largo para recuperar su plena salud. Un cuerpo de agua que solo experimenta una hipoxia leve y mantiene la diversidad y madurez de la comunidad requerirá un recorrido mucho más corto para recuperar su plena salud. [2]
Los efectos más notables de la eutrofización son la proliferación vegetal, a veces tóxica, la pérdida de biodiversidad y la anoxia, que puede provocar la muerte masiva de organismos acuáticos. [8]
Debido a las condiciones hipóxicas presentes en las zonas muertas, la vida marina dentro de estas áreas tiende a ser escasa. La mayoría de los peces y organismos móviles tienden a emigrar fuera de la zona a medida que disminuyen las concentraciones de oxígeno, y las poblaciones bentónicas pueden experimentar graves pérdidas cuando las concentraciones de oxígeno son inferiores a 0,5 mg l −1 O 2 . [17] En condiciones anóxicas severas, la vida microbiana también puede experimentar cambios dramáticos en la identidad de la comunidad, lo que resulta en una mayor abundancia de organismos anaeróbicos a medida que los microbios aeróbicos disminuyen en número y cambian las fuentes de energía para la oxidación, como el nitrato, el sulfato o la reducción de hierro. La reducción de azufre es una preocupación particular ya que el sulfuro de hidrógeno es tóxico y estresa aún más a la mayoría de los organismos dentro de la zona, exacerbando los riesgos de mortalidad. [18]
Los niveles bajos de oxígeno pueden tener efectos graves en la capacidad de supervivencia de los organismos dentro del área mientras se encuentran en condiciones anóxicas letales. Los estudios realizados a lo largo de la costa del Golfo de América del Norte han demostrado que las condiciones hipóxicas conducen a una reducción de las tasas de reproducción y de crecimiento en una variedad de organismos, incluidos peces e invertebrados bentónicos. Los organismos capaces de abandonar el área normalmente lo hacen cuando las concentraciones de oxígeno disminuyen a menos de 2 mg l -1 . [17] En estas concentraciones de oxígeno y por debajo, los organismos que sobreviven dentro del ambiente deficiente en oxígeno y no pueden escapar del área a menudo exhibirán un comportamiento de estrés que empeora progresivamente y morirán. Los organismos supervivientes tolerantes a las condiciones hipóxicas a menudo exhiben adaptaciones fisiológicas apropiadas para persistir en ambientes hipóxicos. Ejemplos de tales adaptaciones incluyen una mayor eficiencia en la ingesta y el uso de oxígeno, la reducción de la cantidad requerida de ingesta de oxígeno mediante tasas de crecimiento o latencia reducidas y el aumento del uso de vías metabólicas anaeróbicas. [17]
La composición de la comunidad en las comunidades bentónicas se ve dramáticamente alterada por eventos periódicos de agotamiento de oxígeno, como los de las zonas muertas estacionales y los que ocurren como resultado de los ciclos de Diel . Los efectos a largo plazo de tales condiciones hipóxicas dan como resultado un cambio en las comunidades, que comúnmente se manifiesta como una disminución en la diversidad de especies a través de eventos de mortalidad masiva. El restablecimiento de las comunidades bentónicas depende de la composición de las comunidades adyacentes para el reclutamiento de larvas. [17] Esto da como resultado un cambio hacia colonizadores de establecimiento más rápido con estrategias de vida más cortas y oportunistas, lo que potencialmente altera las composiciones bentónicas históricas. [ cita necesaria ]
La influencia de las zonas muertas en la pesca y otras actividades comerciales marinas varía según la duración de su aparición y su ubicación. Las zonas muertas suelen ir acompañadas de una disminución de la biodiversidad y el colapso de las poblaciones bentónicas, lo que reduce la diversidad del rendimiento en las operaciones de pesca comercial, pero en casos de formaciones de zonas muertas relacionadas con la eutrofización, el aumento de la disponibilidad de nutrientes puede conducir a aumentos temporales en rendimientos seleccionados. entre las poblaciones pelágicas, como la anchoa . [17] Sin embargo, los estudios estiman que el aumento de la producción en las zonas circundantes no compensa la disminución neta de la productividad resultante de la zona muerta. Por ejemplo, se estima que se han perdido 17.000 toneladas de carbono en forma de presas para la pesca como resultado de las zonas muertas en el Golfo de México. [2] Además, muchos factores estresantes en la pesca empeoran con las condiciones hipóxicas. Los factores indirectos, como el mayor éxito de las especies invasoras y el aumento de la intensidad de la pandemia en especies estresadas como las ostras, provocan pérdidas de ingresos y de estabilidad ecológica en las regiones afectadas. [19]
Ha habido un aumento severo en los eventos de mortalidad masiva asociados con niveles bajos de oxígeno que causan hipoxia masiva y la mayoría ha ocurrido en las últimas dos décadas. El aumento de la temperatura del agua conduce a un aumento de la demanda de oxígeno y al aumento de la desoxigenación de los océanos que provoca estas grandes zonas muertas de los arrecifes de coral. Para muchos arrecifes de coral , la respuesta a esta hipoxia depende en gran medida de la magnitud y duración de la desoxigenación. Los síntomas pueden variar desde fotosíntesis reducida y calcificación hasta decoloración . La hipoxia puede tener efectos indirectos como la abundancia de algas y la propagación de enfermedades de los corales en los ecosistemas . Si bien el coral no puede soportar niveles tan bajos de oxígeno, las algas son bastante tolerantes. Debido a esto, en las zonas de interacción entre algas y corales, una mayor hipoxia provocará más muerte de corales y una mayor propagación de algas. El aumento masivo de las zonas muertas de coral se ve reforzado por la propagación de enfermedades de los corales. Las enfermedades de los corales pueden propagarse fácilmente cuando hay altas concentraciones de sulfuro y condiciones hipóxicas. Debido al bucle de hipoxia y mortalidad de los arrecifes de coral, los peces y otras especies marinas que habitan en los arrecifes de coral tienen un cambio de comportamiento en respuesta a la hipoxia. Algunos peces subirán en busca de agua más oxigenada y otros entrarán en una fase de depresión metabólica y ventilatoria. Los invertebrados migran fuera de sus hogares a la superficie del sustrato o se trasladan a las puntas de las colonias de corales arborescentes . [20] [21] [22]
Alrededor de seis millones de personas, la mayoría que viven en países en desarrollo, dependen de la pesca en los arrecifes de coral . Estas mortandades masivas debidas a eventos hipóxicos extremos pueden tener graves impactos en las poblaciones de peces de arrecife. Los ecosistemas de arrecifes de coral ofrecen una variedad de servicios ecosistémicos esenciales que incluyen la protección de las costas, la fijación de nitrógeno y la asimilación de desechos, y oportunidades turísticas. La continua disminución de oxígeno en los océanos de los arrecifes de coral es preocupante porque se necesitan muchos años (décadas) para reparar y regenerar los corales. [20]
A pesar de que la mayoría de las otras formas de vida mueren por falta de oxígeno, las medusas pueden prosperar y, a veces, están presentes en grandes cantidades en zonas muertas. Las floraciones de medusas producen grandes cantidades de moco, lo que provoca cambios importantes en las redes alimentarias del océano, ya que pocos organismos se alimentan de ellas. El carbono orgánico del moco es metabolizado por bacterias que lo devuelven a la atmósfera en forma de dióxido de carbono en lo que se ha denominado " derivación de carbono gelatinoso ". [23] El posible empeoramiento de la proliferación de medusas como resultado de las actividades humanas ha impulsado nuevas investigaciones sobre la influencia de las zonas muertas en las poblaciones de medusas. La principal preocupación es la posibilidad de que las zonas muertas sirvan como caldo de cultivo para poblaciones de medusas como resultado de las condiciones hipóxicas que alejan la competencia por los recursos y los depredadores comunes de las medusas. [24] El aumento de la población de medusas podría tener altos costos comerciales con pérdida de pesquerías, destrucción y contaminación de redes de arrastre y barcos pesqueros, y menores ingresos por turismo en los sistemas costeros. [24]
A nivel mundial, las praderas marinas han ido disminuyendo rápidamente. Se estima que el 21% de las 71 especies de pastos marinos conocidas tienen tendencias poblacionales decrecientes y el 11% de esas especies han sido designadas como amenazadas en la Lista Roja de ICUN . La hipoxia que conduce a la eutrofización causada por la desoxigenación de los océanos es uno de los principales factores subyacentes de estas mortandades. La eutrofización provoca un mayor enriquecimiento de nutrientes que puede resultar en la productividad de los pastos marinos, pero con un enriquecimiento continuo de nutrientes en las praderas de pastos marinos, puede causar un crecimiento excesivo de microalgas , epífitas y fitoplancton , lo que resulta en condiciones hipóxicas. [20]
Las praderas marinas son a la vez una fuente y un sumidero de oxígeno en la columna de agua y los sedimentos circundantes. Por la noche, la presión de oxígeno de la parte interna de las praderas marinas está relacionada linealmente con la concentración de oxígeno en la columna de agua, por lo que las concentraciones bajas de oxígeno en la columna de agua a menudo resultan en tejidos hipóxicos de las praderas marinas, que eventualmente pueden matar las praderas marinas. Normalmente, los sedimentos de pastos marinos deben suministrar oxígeno al tejido subterráneo mediante la fotosíntesis o mediante la difusión de oxígeno desde la columna de agua a través de las hojas hasta los rizomas y las raíces. Sin embargo, con el cambio en los equilibrios de oxígeno de las praderas marinas, a menudo puede resultar en tejidos hipóxicos de las praderas marinas. Los pastos marinos expuestos a esta columna de agua hipóxica muestran un aumento de la respiración, tasas reducidas de fotosíntesis, hojas más pequeñas y un número reducido de hojas por brote. Esto provoca un suministro insuficiente de oxígeno a los tejidos subterráneos para la respiración aeróbica, por lo que las praderas marinas deben depender de la respiración anaeróbica menos eficiente . La extinción de pastos marinos crea un circuito de retroalimentación positiva en el que los eventos de mortalidad causan más muertes a medida que se crean mayores demandas de oxígeno cuando el material vegetal muerto se descompone. [20]
Debido a que la hipoxia aumenta la invasión de sulfuros en los pastos marinos, esto afecta negativamente a los pastos marinos a través de la fotosíntesis, el metabolismo y el crecimiento. Generalmente, las praderas marinas pueden combatir los sulfuros suministrando suficiente oxígeno a las raíces. Sin embargo, la desoxigenación hace que las praderas marinas no puedan suministrar este oxígeno, lo que las mata. [20]
La desoxigenación reduce la diversidad de organismos que habitan en los lechos de pastos marinos al eliminar especies que no pueden tolerar las condiciones de bajo oxígeno. Indirectamente, la pérdida y degradación de las praderas marinas amenaza a numerosas especies que dependen de ellas para refugiarse o alimentarse. La pérdida de pastos marinos también afecta las características físicas y la resiliencia de los ecosistemas de pastos marinos. Los lechos de pastos marinos proporcionan zonas de cría y hábitat para muchos peces y mariscos recolectados con fines comerciales, recreativos y de subsistencia. En muchas regiones tropicales, la población local depende de la pesca asociada a las praderas marinas como fuente de alimento e ingresos. [20]
Los pastos marinos también brindan muchos servicios ecosistémicos, incluida la purificación del agua, la protección costera, el control de la erosión, el secuestro y la entrega de subsidios tróficos a los hábitats marinos y terrestres adyacentes. La desoxigenación continua hace que los efectos de la hipoxia se vean agravados por el cambio climático, lo que aumentará la disminución de las poblaciones de pastos marinos. [25] [20]
En comparación con los lechos de pastos marinos y los arrecifes de coral, la hipoxia es más común de forma regular en los ecosistemas de manglares , aunque la desoxigenación de los océanos está agravando los efectos negativos de los aportes antropogénicos de nutrientes y la modificación del uso de la tierra. [20]
Al igual que las praderas marinas, los manglares transportan oxígeno a las raíces de los rizomas, reducen las concentraciones de sulfuro y alteran las comunidades microbianas. El oxígeno disuelto se consume más fácilmente en el interior del bosque de manglares. Los aportes antropogénicos pueden superar los límites de la supervivencia en muchos microhábitats de manglares. Por ejemplo, los estanques de camarones construidos en bosques de manglares se consideran la mayor amenaza antropogénica para los ecosistemas de manglares. Estos estanques de camarones reducen la circulación del estuario y la calidad del agua, lo que conduce a la promoción de la hipoxia del ciclo diario . Cuando la calidad del agua se degrada, los estanques camaroneros se abandonan rápidamente, dejando enormes cantidades de aguas residuales. Esta es una fuente importante de contaminación del agua que promueve la desoxigenación de los océanos en los hábitats adyacentes. [20] [26]
Debido a estas frecuentes condiciones hipóxicas, el agua no proporciona hábitats para los peces. Cuando se expone a una hipoxia extrema, la función del ecosistema puede colapsar por completo. La desoxigenación extrema afectará a las poblaciones de peces locales, que son una fuente de alimento esencial. Los costos ambientales de las granjas camaroneras en los bosques de manglares superan con creces sus beneficios económicos. Cese de la producción de camarón y restauración de estas áreas y reducción de la eutrofización y la hipoxia antropogénica. [20]
En la década de 1970, las zonas marinas muertas se observaron por primera vez en áreas pobladas donde el uso económico intensivo estimuló el escrutinio científico: en la Bahía de Chesapeake en la costa este de los EE. UU., en el estrecho escandinavo llamado Kattegat , que es la desembocadura del Mar Báltico y en otras zonas importantes del Mar Báltico. caladeros, en el Mar Negro y en el norte del Adriático . [27]
Otras zonas marinas muertas han aparecido en aguas costeras de América del Sur , China , Japón y Nueva Zelanda . Un estudio de 2008 contabilizó 405 zonas muertas en todo el mundo. [4] [2]
Investigadores del Baltic Nest Institute publicaron en uno de los números de PNAS que las zonas muertas en el mar Báltico han aumentado en los últimos años de aproximadamente 5.000 km 2 a más de 60.000 km 2 . [ cita necesaria ]
Algunas de las causas detrás del elevado aumento de zonas muertas pueden atribuirse al uso de fertilizantes, las grandes granjas de animales, la quema de combustibles fósiles y los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales. [28]
Con su enorme tamaño, el Mar Báltico se analiza mejor en subáreas que en su conjunto. En un artículo publicado en 2004, los investigadores dividieron específicamente el Mar Báltico en nueve subzonas, cada una con sus propias características específicas. [29] Las nueve subzonas se distinguen de la siguiente manera: golfo de Botnia, región del archipiélago, golfo de Finlandia, golfo de Riga, golfo de Gdansk, costa este de Suecia, Báltico central, región del Mar del Cinturón y Kattegat. [29] Cada subárea ha respondido de manera diferente a las adiciones de nutrientes y a la eutrofización; sin embargo, existen algunos patrones y medidas generales para el Mar Báltico en su conjunto. [29] Como afirman los investigadores Rönnberg y Bonsdorff,
“Independientemente de los efectos específicos del área del aumento de la carga de nutrientes en el Mar Báltico, las fuentes son más o menos similares en toda la región. Sin embargo, el alcance y la gravedad de las descargas pueden variar. Como se ve, por ejemplo, en HELCOM (1996) y Rönnberg (2001), las principales fuentes de aporte de nutrientes se derivan de la agricultura, la industria, las aguas residuales municipales y el transporte. También son importantes las emisiones de nitrógeno en forma de deposiciones atmosféricas, así como las fuentes puntuales locales, como la acuicultura y las fugas de la silvicultura”. [29]
En general, cada zona del Mar Báltico está experimentando efectos antropogénicos similares. Como afirman Rönnberg y Bonsdorff, "la eutrofización es un problema grave en la zona del Mar Báltico". [29] Sin embargo, cuando se trata de la implementación de programas de reactivación del agua, es probable que cada área deba manejarse a nivel local. [ cita necesaria ]
Como informa el National Geographic "La Bahía de Chesapeake, en la costa este de los Estados Unidos, tiene una de las primeras zonas muertas jamás identificadas, en los años 1970. Los altos niveles de nitrógeno de Chesapeake son causados por dos factores: la urbanización y la agricultura. La parte occidental de la bahía está llena de fábricas y centros urbanos que emiten nitrógeno al aire. El nitrógeno atmosférico representa aproximadamente un tercio del nitrógeno que ingresa a la bahía. La parte oriental de la bahía es un centro de avicultura, que produce grandes cantidades de estiércol." [30]
El National Geographic declaró además: "Desde 1967, la Fundación de la Bahía de Chesapeake ha dirigido una serie de programas que tienen como objetivo mejorar la calidad del agua de la bahía y frenar la escorrentía contaminante. Chesapeake todavía tiene una zona muerta, cuyo tamaño varía según la estación y el clima". [30]
El estuario del río Elizabeth es importante para Norfolk, Virginia , Chesapeake, Virginia , Virginia Beach, Virginia y Portsmouth, Virginia . Ha sido contaminado por nitrógeno y fósforo, pero también por depósitos tóxicos de la industria de construcción naval, el ejército, la instalación de exportación de carbón más grande del mundo, refinerías, muelles de carga, instalaciones de reparación de contenedores y otros, por lo que el pescado había estado "prohibido desde la década de 1920". . En 1993, se formó un grupo para limpiarlo, adoptó al mummichog como mascota y eliminó miles de toneladas de sedimento contaminado. En 2006, se dragó una zona biológica muerta de 35 acres llamada Money Point, lo que permitió que los peces regresaran y el humedal se recuperara. [31]
Existe una zona muerta estacional en la parte central del lago Erie desde el este de Point Pelee hasta Long Point y se extiende hasta las costas de Canadá y Estados Unidos. Entre los meses de julio y octubre la zona muerta tiene la capacidad de crecer hasta alcanzar un tamaño de 10.000 kilómetros cuadrados. [32] El lago Erie tiene un exceso de fósforo debido a la escorrentía agrícola que acelera el crecimiento de algas que luego contribuyen a las condiciones hipóxicas . [33] La superabundancia de fósforo en el lago se ha relacionado con la contaminación de fuentes difusas , como la escorrentía urbana y agrícola, así como con la contaminación de fuentes puntuales que incluye plantas de tratamiento de aguas residuales y residuales. [34] La zona se notó por primera vez en la década de 1960 en medio del pico de eutrofización que se produjo en el lago. [35] Después de que aumentó la preocupación pública, Canadá y Estados Unidos lanzaron esfuerzos para reducir la contaminación por escorrentía en el lago en la década de 1970 como medio para revertir el crecimiento de la zona muerta. [35] Los científicos afirmaron en 2018 que la escorrentía de fósforo tendría que disminuir aún más en un 40% para evitar la aparición de zonas muertas en el área. [36] La industria pesquera comercial y recreativa se ha visto significativamente afectada por la zona hipóxica. [32] En 2021, las aguas poco oxigenadas provocaron una matanza masiva de especies de peces tambor de agua dulce (también conocidos como peces cabeza de oveja ). [37] El agua del lago también se utiliza para beber. [38] Se ha dicho que el agua del lago adquiere un olor penetrante y decoloración cuando la zona muerta está activa a finales de los meses del verano. [39]
Existe una zona muerta en el área del Bajo Río San Lorenzo desde el este del río Saguenay hasta el este de Baie Comeau , mayor a profundidades de más de 275 metros (902 pies) y observada desde la década de 1930. [40] La principal preocupación de los científicos canadienses es el impacto sobre los peces que se encuentran en la zona. [ cita necesaria ]
Existe una zona hipóxica que cubre las costas de Oregón y Washington [41] y que alcanzó su tamaño máximo en 2006 con un área de más de 1.158 millas cuadradas. [42] Los fuertes vientos superficiales entre abril y septiembre provocan frecuentes surgencias que resultan en un aumento de la proliferación de algas, lo que convierte la hipoxia en un fenómeno estacional. [43] El afloramiento ha contribuido a bajar las temperaturas dentro de la zona. [44] La zona muerta ha provocado la reubicación de organismos marinos como cangrejos y peces y una interferencia de la pesca comercial . [41] Se ha descubierto que los organismos que no pueden reubicarse se asfixian, dejándolos incapaces de ser utilizados por los pescadores. [45] En 2009, un científico describió "miles y miles" de cangrejos, gusanos y estrellas de mar asfixiados a lo largo del fondo marino de la zona hipóxica. [46] En 2021, se destinaron 1,9 millones de dólares a monitorear y continuar estudiando las condiciones hipóxicas en el área donde se produce la zona muerta. [45]
El área de aguas de fondo hipóxicas temporales que se produce la mayoría de los veranos frente a la costa de Luisiana en el Golfo de México [47] es la zona hipóxica recurrente más grande de los Estados Unidos. [48] Ocurre sólo durante los meses de verano del año debido al calentamiento del verano, la circulación regional, la mezcla de vientos y la alta descarga de agua dulce. [49] El río Mississippi , que es el área de drenaje del 41% de los Estados Unidos continentales, vierte escorrentías con alto contenido de nutrientes, como nitratos y fósforo, en el Golfo de México. Según una hoja informativa de 2009 creada por la NOAA , "el setenta por ciento de las cargas de nutrientes que causan hipoxia son el resultado de esta vasta cuenca de drenaje ". [50] que incluye el corazón de la agroindustria estadounidense , el Medio Oeste . La descarga de aguas residuales tratadas de las zonas urbanas (población de aproximadamente 12 millones en 2009), combinada con la escorrentía agrícola, genera c. Cada año se vierten 1,7 millones de toneladas de fósforo y nitrógeno al Golfo de México. [50] De hecho, se necesita nitrógeno para aumentar el rendimiento de los cultivos, pero las plantas son ineficientes para absorberlo y, a menudo, se utilizan más fertilizantes de los que las plantas realmente necesitan. Por tanto, sólo un porcentaje del nitrógeno aplicado acaba en los cultivos; y en algunas zonas esa cifra es inferior al 20%. [51] Aunque Iowa ocupa menos del 5% de la cuenca de drenaje del río Mississippi, la descarga promedio anual de nitrato de las aguas superficiales en Iowa es de aproximadamente 204.000 a 222.000 toneladas métricas, o el 25% de todo el nitrato que el río Mississippi entrega al Golfo. de México. [52] Las exportaciones de la cuenca del río Raccoon se encuentran entre las más altas de los Estados Unidos, con rendimientos anuales de 26,1 kg/ha/año, lo que se ubicó como la mayor pérdida de nitrato de 42 subcuencas del Mississippi evaluadas para un informe de hipoxia en el Golfo de México. [53] [54] En 2012, Iowa introdujo la Estrategia de Reducción de Nutrientes de Iowa, que "es un marco basado en la ciencia y la tecnología para evaluar y reducir los nutrientes en las aguas de Iowa y el Golfo de México. Está diseñado para dirigir los esfuerzos para reducir los nutrientes". en aguas superficiales de fuentes puntuales y difusas de manera científica, razonable y rentable". [55] La estrategia continúa evolucionando, utilizando métodos voluntarios para reducir las contribuciones negativas de Iowa a través de la divulgación, la investigación y la implementación de prácticas de retención de nutrientes. Para ayudar a reducir la escorrentía agrícola en la cuenca del Mississippi, Minnesota aprobó el Estatuto MN 103F.48 en 2015, también conocido como la "Ley de Amortiguamiento", que fue diseñado para implementar zonas de amortiguamiento ribereñas obligatorias.entre tierras de cultivo y vías navegables públicas en todo el estado de Minnesota. La Junta de Recursos Hídricos y Suelos de Minnesota (BWSR) emitió un informe de enero de 2019 en el que afirma que el cumplimiento de la 'Ley de Amortiguamiento' ha alcanzado el 99%. [ cita necesaria ]
El área de agua hipóxica del fondo que ocurre durante varias semanas cada verano en el Golfo de México ha sido cartografiada la mayoría de los años desde 1985 hasta 2017. El tamaño varía anualmente desde un máximo récord en 2017, cuando abarcaba más de 22,730 kilómetros cuadrados (8,776 millas cuadradas). ) a un mínimo histórico en 1988 de 39 kilómetros cuadrados (15 millas cuadradas). [56] [47] [57] La zona muerta de 2015 medía 16.760 kilómetros cuadrados (6.474 millas cuadradas). [58] Nancy Rabalais del Consorcio Marino de las Universidades de Luisiana en Cocodrie, Luisiana, predijo que la zona muerta o zona hipóxica en 2012 cubrirá un área de 17.353 kilómetros cuadrados (6.700 millas cuadradas), que es más grande que Connecticut; sin embargo, cuando se completaron las mediciones, el área de agua de fondo hipóxica en 2012 solo ascendía a 7.480 kilómetros cuadrados. Los modelos que utilizan el flujo de nitrógeno del río Mississippi para predecir las áreas de "zona muerta" han sido criticados por ser sistemáticamente altos entre 2006 y 2014, habiendo predicho áreas récord en 2007, 2008, 2009, 2011 y 2013 que nunca se realizaron. [59]
A finales del verano de 1988, la zona muerta desapareció cuando la gran sequía provocó que el caudal del Mississippi cayera a su nivel más bajo desde 1933. Durante las épocas de fuertes inundaciones en la cuenca del río Mississippi, como en 1993, "la "zona muerta" aumentó dramáticamente en tamaño, aproximadamente 5.000 km (3.107 millas) más grande que el año anterior". [60]
Algunos afirman que la zona muerta amenaza las lucrativas pesquerías comerciales y recreativas en el Golfo de México. "En 2009, el valor portuario de la pesca comercial en el Golfo fue de 629 millones de dólares. Casi tres millones de pescadores recreativos contribuyeron además con unos 10 mil millones de dólares a la economía del Golfo, realizando 22 millones de viajes de pesca". [61] Los científicos no están de acuerdo universalmente en que la carga de nutrientes tenga un impacto negativo en la pesca. Grimes argumenta que la carga de nutrientes mejora las pesquerías en el Golfo de México. [62] Courtney y otros. Plantean la hipótesis de que la carga de nutrientes puede haber contribuido al aumento del pargo rojo en el norte y oeste del Golfo de México. [63]
En 2017, la Universidad de Tulane ofreció una subvención desafío de 1 millón de dólares para cultivar con menos fertilizantes. [64]
Los arrastreros camaroneros informaron por primera vez de una "zona muerta" en el Golfo de México en 1950, pero no fue hasta 1970, cuando el tamaño de la zona hipóxica aumentó, que los científicos comenzaron a investigar. [sesenta y cinco]
Después de 1950, se aceleró la conversión de bosques y humedales para desarrollos agrícolas y urbanos. "La cuenca del río Missouri ha visto cientos de miles de acres de bosques y humedales (66.000.000 de acres) reemplazados por actividad agrícola [...]. En el Bajo Mississippi, un tercio de los bosques del valle se convirtieron para la agricultura entre 1950 y 1976". [sesenta y cinco]
En julio de 2007, se descubrió una zona muerta frente a la costa de Texas , donde el río Brazos desemboca en el Golfo. [66]
La Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 exige la producción de 36 mil millones de galones estadounidenses (140.000.000 m 3 ) de combustibles renovables para 2022, incluidos 15 mil millones de galones estadounidenses (57.000.000 m 3 ) de etanol a base de maíz, una triplicación de la producción actual que requeriría un aumento similar en la producción de maíz. [67] Desafortunadamente, el plan plantea un nuevo problema; el aumento de la demanda para la producción de maíz da como resultado un aumento proporcional en la escorrentía de nitrógeno. Aunque el nitrógeno, que constituye el 78% de la atmósfera terrestre, es un gas inerte, tiene formas más reactivas, dos de las cuales (nitrato y amoníaco) se utilizan para fabricar fertilizantes. [68]
Según Fred Below, profesor de fisiología de cultivos en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , el maíz requiere más fertilizantes a base de nitrógeno porque produce una mayor cantidad de grano por unidad de superficie que otros cultivos y, a diferencia de otros cultivos, el maíz depende completamente de nitrógeno disponible en el suelo. Los resultados, publicados el 18 de marzo de 2008 en Proceedings of the National Academy of Sciences , mostraron que aumentar la producción de maíz para alcanzar el objetivo de 15 mil millones de galones estadounidenses (57.000.000 m 3 ) aumentaría la carga de nitrógeno en la Zona Muerta entre un 10 y un 18 por ciento. %. Esto aumentaría los niveles de nitrógeno al doble del nivel recomendado por el Grupo de Trabajo sobre Nutrientes del Agua de la Cuenca del Mississippi y el Golfo de México ( Programas de Conservación de la Cuenca del Río Mississippi ), una coalición de agencias federales, estatales y tribales que han monitoreado la zona muerta desde 1997. El grupo de trabajo dice que se necesita una reducción del 30% de la escorrentía de nitrógeno para que la zona muerta se reduzca. [67]
La recuperación de las comunidades bentónicas depende principalmente de la duración y la gravedad de las condiciones hipóxicas dentro de la zona hipóxica. Condiciones menos severas y agotamiento temporal de oxígeno permiten una rápida recuperación de las comunidades bentónicas en el área debido al restablecimiento de larvas bentónicas de áreas adyacentes, con condiciones más prolongadas de hipoxia y agotamiento de oxígeno más severo que conducen a períodos de restablecimiento más prolongados. [2] La recuperación también depende de los niveles de estratificación dentro del área, por lo que las áreas fuertemente estratificadas en aguas más cálidas tienen menos probabilidades de recuperarse de condiciones anóxicas o hipóxicas, además de ser más susceptibles a la hipoxia impulsada por la eutrofización. [2] Se espera que la diferencia en la capacidad de recuperación y la susceptibilidad a la hipoxia en ambientes marinos estratificados complique los esfuerzos de recuperación de las zonas muertas en el futuro a medida que continúa el calentamiento de los océanos . [ cita necesaria ]
Los sistemas hipóxicos a pequeña escala con ricas comunidades circundantes son los que tienen más probabilidades de recuperarse después de que cesen los influjos de nutrientes que conducen a la eutrofización. Sin embargo, dependiendo de la magnitud del daño y las características de la zona, la condición hipóxica a gran escala también podría recuperarse después de un período de una década. Por ejemplo, la zona muerta del Mar Negro , anteriormente la más grande del mundo, desapareció en gran medida entre 1991 y 2001 después de que el uso de fertilizantes se volvió demasiado costoso tras el colapso de la Unión Soviética y la desaparición de las economías de planificación centralizada en Europa central y oriental . La pesca ha vuelto a convertirse en una importante actividad económica en la región. [69]
Si bien la "limpieza" del Mar Negro fue en gran medida involuntaria e implicó una caída en el uso de fertilizantes difíciles de controlar, la ONU ha abogado por otras limpiezas mediante la reducción de grandes emisiones industriales. [69] De 1985 a 2000, la zona muerta del Mar del Norte redujo el nitrógeno en un 37% cuando los esfuerzos políticos de los países a orillas del río Rin redujeron las aguas residuales y las emisiones industriales de nitrógeno al agua. Se han realizado otras limpiezas a lo largo del río Hudson [70] y la Bahía de San Francisco . [4]
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