بحران پنهان در آبهای جاری زمین؛ کاهش اکسیژن در رودخانهها شتاب گرفته است
یک تحقیق جدید نشان می دهد که نزدیک به 80 درصد از رودخانه های جهان در طول چهار دهه گذشته کاهش اکسیژن محلول را تجربه کرده اند.
سطح اکسیژن در نزدیک به 80 درصد رودخانه های جهان کاهش یافته است و در صورت ادامه انتشار گازهای گلخانه ای و عدم تغییر جدی در سیاست های اقلیمی، این روند در دهه های آینده نیز ادامه خواهد داشت.
مطالعه ای که توسط گروهی از محققان آکادمی علوم چین به سرپرستی چی گوان، دانشمند محیط زیست، با استفاده از داده های ماهواره ای و آب و هوایی به دست آمده طی سال های 1985 تا 2023 انجام شد، وضعیت اکسیژن محلول را در بیش از 16000 رودخانه در سراسر جهان بررسی کرد.
اکسیژن محلول، اکسیژنی است که در آب حل می شود و برای تنفس موجودات آبزی مانند ماهی، پلانکتون، گیاهان آبزی و باکتری ها ضروری است. برخلاف اکسیژن موجود در هوا یا اکسیژنی که مولکول آب را تشکیل می دهد، این نوع اکسیژن به صورت گاز در آب پراکنده می شود و به دلیل پیوند نسبتا ضعیفی که با مولکول های آب دارد، به تغییرات دما و شرایط محیطی بسیار حساس است.
بر اساس داده ها، رودخانه ها به طور متوسط 0.045 میلی گرم اکسیژن در هر لیتر آب در هر دهه از دست می دهند. اگرچه این عدد کم به نظر می رسد، اما می تواند تغییرات جدی در مقیاس اکوسیستم های آبی ایجاد کند.
با تجزیه و تحلیل 3.4 میلیون تصویر ماهواره ای از چهار دهه گذشته، محققان توانسته اند الگوهای جهانی تغییرات اکسیژن رودخانه را شناسایی کنند و همچنین آینده این فرآیند را تحت سناریوهای مختلف آب و هوایی پیش بینی کنند.
به گزارش ScienceAlert، نتایج مدلسازی نشان میدهد که اگر میزان انتشار دیاکسید کربن در سطح فعلی باقی بماند، تا پایان قرن جاری، رودخانههای بخشهای بزرگی از آمریکای جنوبی، هند، منطقه قطب شمال و شرق ایالات متحده حدود 10 درصد از اکسیژن محلول خود را از دست خواهند داد.
در بین مناطق مختلف جهان، بیشترین و شدیدترین کاهش در رودخانه های مناطق گرمسیری مشاهده شده است. از جمله رودخانه گنگ در هند و رودخانه آمازون در آمریکای جنوبی. در این میان، رودخانه گنگ با سرعتی حدود 20 برابر میانگین جهانی اکسیژن محلول خود را از دست می دهد.
یافته های این مطالعه تا حدودی با ایده های قبلی دانشمندان متفاوت است. قبلاً فرض بر این بود که رودخانههای با عرض جغرافیایی بالا (مناطق سردتر کره زمین) بیشترین آسیب را از کاهش اکسیژن خواهند دید، زیرا این مناطق حساسترین مناطق به تغییرات آب و هوایی هستند.
اما داده های جدید نشان می دهد که رودخانه های گرمسیری از ابتدا در وضعیت آسیب پذیرتری قرار داشته اند. زیرا دمای بالاتر آب باعث می شود کمتر اکسیژن محلول را در خود نگه دارد. به عبارت دیگر، این رودخانهها از ابتدا به آستانه کمبود اکسیژن نزدیکتر بودهاند و بنابراین تغییرات جزئی نیز تأثیر زیادی بر روی آنها میگذارد.
بر اساس تحلیل محققان، عوامل مختلفی در کاهش جهانی اکسیژن رودخانه ها نقش دارند، اما مهم ترین عامل، تغییرات آب و هوایی ناشی از فعالیت های انسانی است.
یکی از اثرات گرمایش زمین، کاهش «انحلال پذیری اکسیژن» در آب است. حلالیت اکسیژن توانایی آب در نگهداری اکسیژن محلول است. با افزایش دمای آب، این نیرو کاهش می یابد زیرا مولکول های اکسیژن انرژی بیشتری دریافت می کنند و راحت تر از آب خارج می شوند. بر اساس این تحقیق، این عامل به تنهایی حدود 63 درصد از کاهش جهانی اکسیژن رودخانه را توضیح می دهد.
برای درک بهتر، باید توجه داشت که افزایش دمای آب تنها یک تغییر فیزیکی ساده نیست، بلکه کل ساختار اکوسیستم رودخانه را تحت تاثیر قرار می دهد. آب گرمتر نه تنها اکسیژن کمتری در خود نگه می دارد، بلکه میزان مصرف اکسیژن توسط موجودات زنده افزایش می یابد.
اکسیژن محلول، برخلاف اکسیژن موجود در هوا، چیزی است که موجودات آبزی برای «نفس کشیدن» به آن وابسته هستند. این اکسیژن از طریق تماس سطح آب با هوا، جریان های متلاطم رودخانه، باران و فعالیت گیاهان آبزی به طور طبیعی وارد آب می شود. گیاهان آبزی نیز از طریق فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند و به افزایش سطح آن کمک می کنند.
با این حال، این تعادل طبیعی در حال به هم خوردن است. احداث سدها در کنار رودخانه ها، کاهش جریان آب و وقوع امواج گرما از عوامل مهم کاهش اکسیژن محلول هستند. جریان کمتر آب باعث کاهش تبادل اکسیژن بین هوا و آب می شود و گرمای شدید نیز باعث خروج سریعتر اکسیژن از آب می شود.
کاهش اکسیژن می تواند منجر به فروپاشی اکوسیستم های رودخانه، مرگ و میر گسترده آبزیان، و گسترش مناطق مرده در آب های جاری شود.
ترکیب شیمیایی آب نیز نقش مهمی در این فرآیند دارد. فعالیت های انسانی باعث کاهش حجم آب در رودخانه ها و افزایش مواد محلول مانند نمک ها، مواد مغذی و مواد آلی شده است. این مواد اضافی همچنین توانایی آب برای نگهداری اکسیژن را کاهش می دهند.
کاهش اکسیژن محلول می تواند عواقب شدیدی برای اکوسیستم های آبی داشته باشد. بسیاری از گونه های آبزی به کاهش حتی اندک در سطح اکسیژن حساس هستند. در مطالعه ذکر شده است که کاهش حدود 0.1 میلی گرم در لیتر طی چهار دهه گذشته می تواند تغییرات قابل توجهی در ساختار اکوسیستم رودخانه ایجاد کند.
در شرایط کمبود اکسیژن، احتمال مرگ و میر گسترده ماهی ها و سایر موجودات آبزی افزایش می یابد. پس از این، یک اثر دومینو آغاز می شود: با مرگ موجودات، باکتری ها شروع به مصرف اکسیژن باقی مانده برای تجزیه مواد آلی می کنند و در نتیجه سطح اکسیژن دوباره کاهش می یابد. این چرخه می تواند منجر به تشکیل “مناطق مرده” در رودخانه ها شود. جایی که زندگی در آنها تقریبا غیرممکن است.
محققان تاکید می کنند که این خطر زمانی شدیدتر می شود که رودخانه ها 4 تا 5 درصد دیگر از اکسیژن محلول خود را از دست بدهند. رقمی که پیش بینی می شود در صورت ادامه روند فعلی و کاهش نشدن انتشار سوخت های فسیلی در هفت دهه آینده رخ دهد.
این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.
منبع: زومیت
