Khi mức oxy trong đại dương giảm xuống, cá phải đối mặt với tương lai không chắc chắn

Ngoài khơi bờ biển phía đông nam Trung Quốc, một loài cá đặc biệt đang bùng nổ: vịt Bombay có cái tên kỳ lạ, một loài cá dài, thon với hàm há hốc đặc biệt và kết cấu giống như thạch. Khi các tàu nghiên cứu rà soát đáy biển ngoài khơi bờ biển đó, giờ đây họ đánh bắt được tới 440 pound cá sền sệt mỗi giờ – tăng hơn 10 lần so với một thập kỷ trước. Nhà nghiên cứu thủy sản Daniel Pauly của Đại học British Columbia nói về sự bùng nổ số lượng: “Thật là khủng khiếp”.

Pauly cho biết lý do dẫn đến cuộc xâm lược hàng loạt này là do nồng độ oxy cực kỳ thấp ở những vùng nước bị ô nhiễm này. Các loài cá không thể đối phó với lượng oxy ít hơn đã bỏ trốn, trong khi vịt Bombay, một phần của một nhóm nhỏ các loài có khả năng sinh lý tốt hơn để đối phó với ít oxy hơn, đã chuyển đến.

Sự bùng nổ đang khiến một số người vui mừng vì vịt Bombay hoàn toàn có thể ăn được. Tuy nhiên, làn sóng này cho thấy một tương lai ảm đạm đối với Trung Quốc và toàn bộ hành tinh. Khi bầu không khí ấm lên, các đại dương trên khắp thế giới ngày càng thiếu oxy, buộc nhiều loài phải di cư khỏi ngôi nhà quen thuộc của chúng. Các nhà nghiên cứu dự đoán nhiều nơi sẽ trải qua sự suy giảm về đa dạng loài, kết cục chỉ còn lại một số ít loài có thể đương đầu với những điều kiện khắc nghiệt hơn. Thiếu sự đa dạng của hệ sinh thái đồng nghĩa với việc thiếu khả năng phục hồi. Pauly tóm tắt: “Khử oxy là một vấn đề lớn.

Xem thêm  Nhãn sinh thái thể hiện điều gì?

Các nhà khoa học cho biết, đại dương trong tương lai của chúng ta – ấm hơn và thiếu oxy – sẽ không chỉ chứa ít loại cá hơn mà còn có những loài cá nhỏ hơn, còi cọc và tệ hơn là có nhiều vi khuẩn sản sinh khí nhà kính hơn. Pauly cho biết vùng nhiệt đới sẽ trống rỗng khi cá di chuyển đến vùng nước có nhiều oxy hơn và những loài cá chuyên biệt sống ở hai cực sẽ phải đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng.

Kể từ những năm 1960, diện tích vùng nước có hàm lượng oxy thấp ở đại dương đã tăng thêm 1,7 triệu dặm vuông.

Các nhà nghiên cứu phàn nàn rằng vấn đề oxy không nhận được sự quan tâm xứng đáng, khi hiện tượng axit hóa đại dương và sự nóng lên chiếm phần lớn các tiêu đề tin tức và nghiên cứu học thuật. Ví dụ, chỉ trong tháng 4 này, các tiêu đề đã hét lên rằng nước bề mặt toàn cầu đang nóng hơn bao giờ hết – mức trung bình dễ chịu đến kinh ngạc là 70 độ F. Điều đó rõ ràng là không tốt cho sinh vật biển. Nhưng khi các nhà nghiên cứu dành thời gian để so sánh ba tác động – sự nóng lên, axit hóa và khử oxy – thì tác động của lượng oxy thấp là tồi tệ nhất.

Wilco Verberk, nhà sinh lý học sinh thái tại Đại học Radboud ở Hà Lan cho biết: “Điều đó không có gì đáng ngạc nhiên. “Nếu bạn hết oxy, những vấn đề khác sẽ không còn quan trọng nữa.” Cá cũng như các loài động vật khác, cần thở.


Mức oxy trong các đại dương trên thế giới đã giảm hơn 2% từ năm 1960 đến năm 2010 và dự kiến ​​sẽ giảm tới 7% so với mức năm 1960 trong thế kỷ tới. Một số khu vực còn tệ hơn những khu vực khác – đỉnh phía đông bắc Thái Bình Dương đã mất hơn 15% lượng oxy. Theo báo cáo đặc biệt năm 2019 của IPCC về đại dương, từ năm 1970 đến năm 2010, thể tích “vùng oxy tối thiểu” trong các đại dương toàn cầu – nơi cá lớn không thể phát triển mạnh nhưng sứa thì có thể – đã tăng từ 3 đến 8%.

Sự sụt giảm oxy được thúc đẩy bởi một số yếu tố. Đầu tiên, các định luật vật lý chỉ ra rằng nước ấm hơn có thể chứa ít khí hòa tan hơn nước lạnh hơn (đây là lý do tại sao soda ấm ít sủi bọt hơn soda lạnh). Khi thế giới của chúng ta ấm lên, nước bề mặt đại dương của chúng ta sẽ mất oxy, cùng với các loại khí hòa tan khác. Hiệu ứng hòa tan đơn giản này chiếm khoảng một nửa lượng oxy bị mất được quan sát cho đến nay ở độ cao 1.000 mét trên đại dương.

Xem thêm  Tự động sinh thái: cá nhân và môi trường của anh ta

Phần trăm thay đổi lượng oxy hòa tan trong đại dương mỗi thập kỷ kể từ năm 1960.

Phần trăm thay đổi lượng oxy hòa tan trong đại dương mỗi thập kỷ kể từ năm 1960.
Schmidtko và cộng sự. / GEOmar

Ở sâu hơn, nồng độ oxy chủ yếu bị chi phối bởi các dòng chảy hòa trộn nước mặt xuống dưới và điều này cũng đang bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu. Băng tan tạo thêm nước ngọt, ít đậm đặc hơn, chống lại sự trộn lẫn hướng xuống ở các khu vực quan trọng và tốc độ nóng lên của khí quyển ở các cực, so với xích đạo, cũng làm giảm gió tạo ra các dòng hải lưu.

Cuối cùng, vi khuẩn sống trong nước ăn thực vật phù du và các chất hữu cơ khác khi rơi xuống đáy biển, tiêu thụ oxy. Hiệu ứng này có thể rất lớn dọc theo bờ biển, nơi dòng chảy phân bón nuôi dưỡng tảo nở hoa, từ đó nuôi dưỡng vi khuẩn ngốn oxy. Điều này tạo ra ngày càng nhiều “vùng chết”, bao gồm cả vùng khét tiếng ở Vịnh Mexico.

Các nhà nghiên cứu thậm chí còn cho rằng sự gia tăng ô nhiễm vi nhựa có khả năng làm trầm trọng thêm vấn đề thiếu oxy. Lý thuyết này dự đoán rằng nếu động vật phù du lấp đầy vi nhựa thay vì thực vật phù du – con mồi thông thường của chúng – thì thực vật phù du sẽ sinh sôi nảy nở, một lần nữa nuôi sống tất cả những vi khuẩn ngốn oxy đó trên đường đến đáy biển.

Mạng lưới oxy đại dương toàn cầu – một nhóm khoa học được thành lập trong khuôn khổ Thập kỷ khoa học đại dương vì sự phát triển bền vững của Liên hợp quốc, 2021-2030 – báo cáo rằng kể từ những năm 1960, diện tích nước có hàm lượng oxy thấp ở đại dương mở đã tăng lên bằng 1,7 triệu dặm vuông. Đó là một khu vực rộng hơn một nửa diện tích của Canada. Đến năm 2080, một nghiên cứu năm 2021 đã báo cáo, hơn 70% đại dương trên toàn cầu sẽ trải qua tình trạng khử oxy đáng chú ý.

Mức oxy thấp ảnh hưởng đến hầu hết mọi thứ, bao gồm sự phát triển, sinh sản, mức độ hoạt động và khả năng sống sót của cá.

Năm 2018, hàng trăm nhà nghiên cứu liên quan đến tình trạng mất oxy đã ký Tuyên bố Kiel để khẩn trương kêu gọi nâng cao nhận thức về vấn đề này, bên cạnh nỗ lực hạn chế ô nhiễm và hiện tượng nóng lên. Các nhà nghiên cứu hiện đang trong quá trình thiết lập Cơ sở dữ liệu oxy đại dương toàn cầu và ATlas (GO2DAT) để hợp nhất và lập bản đồ tất cả dữ liệu.

Andrew Babbin, một nhà hóa sinh tại MIT, người nằm trong ban chỉ đạo GO2DAT, vào năm 2021 đã vạch ra những khu vực rộng lớn có lượng oxy cực thấp ở Thái Bình Dương. “Chắc chắn đó là điều đáng lo ngại,” Babbin nói, ông hy vọng sẽ lặp lại hoạt động lập bản đồ trong khoảng một thập kỷ tới để xem mọi thứ thay đổi như thế nào. Ông lưu ý rằng một vấn đề là điều kiện lượng oxy thấp có xu hướng chứa một loại vi khuẩn thiếu oxy tạo ra khí mê-tan hoặc oxit nitơ – các loại khí nhà kính mạnh.

Việc mô hình hóa tác động ròng của ba yếu tố – độ hòa tan, sự pha trộn và vi sinh – đã được chứng minh là khó khăn. “Bất kỳ điều nào trong số đó đều khó,” Babbin nói. “Sau đó bạn ghép tất cả chúng lại với nhau và rất khó để đưa ra bất kỳ dự đoán nào.” Ví dụ, ở vùng nhiệt đới, một mô hình gợi ý rằng sự thay đổi cân bằng của các yếu tố sinh học làm cạn kiệt oxy, so với sự hòa trộn của đại dương cung cấp oxy, sẽ khiến lượng oxy giảm xuống cho đến khoảng năm 2150 nhưng sau đó lại tăng lên – một tin có thể là tin tốt cho các loài cá nhiệt đới. . Tuy nhiên, về tổng thể, các mô hình khí hậu dường như đã đánh giá thấp những thay đổi về nồng độ oxy, vốn đang giảm nhanh hơn dự kiến.

Các nhà nghiên cứu tại Viện GEOMAR có trụ sở tại Đức triển khai thiết bị đo nồng độ oxy trong đại dương.

Các nhà nghiên cứu tại Viện GEOMAR có trụ sở tại Đức triển khai thiết bị đo nồng độ oxy trong đại dương.
Martin Visbeck / GEOmar

Những tác động đến sinh vật biển sẽ phức tạp – và không tốt.

Nhìn chung, cá nóng có khả năng trao đổi chất cao hơn và cần nhiều oxy hơn. Ví dụ, cá hồi cần lượng oxy hòa tan nhiều hơn từ 5 đến 6 lần khi nước có nhiệt độ mát mẻ là 75 độ F so với khi nước lạnh ở mức 41 độ F. Vì vậy, khi nước ấm lên và oxy thoát ra ngoài, nhiều sinh vật biển sẽ bị thiệt hại gấp đôi. Babbin cho biết: “Cá cần nhiều oxy, đặc biệt là những loài lớn mà chúng ta thích ăn.

Hiện tại, có khoảng 6 miligam oxy/lít nước biển ở vùng nhiệt đới và 11 miligam/lít ở các cực lạnh hơn. Nếu mức độ giảm xuống dưới 2 miligam g (giảm 60 đến 80 phần trăm), như thường xảy ra ở một số khu vực, thì nước chính thức bị thiếu oxy – lượng oxy quá thấp để duy trì nhiều loài. Nhưng những giọt tinh tế hơn cũng có thể có tác động lớn. Pauly lưu ý rằng cá đã tiêu tốn năng lượng để thở nhiều gấp hàng chục lần so với con người vì chúng phải bơm lượng oxy ít ỏi ra khỏi nước nhớt.

Những người leo núi bị đau đầu và lú lẫn có thể gây tử vong ở độ cao đều biết rõ tác động của lượng oxy thấp. Cá thường cố gắng bơi khỏi vùng nước có lượng oxy thấp nhưng nếu không thể thoát ra được, chúng sẽ trở nên lờ đờ. Mức oxy thấp ảnh hưởng đến hầu hết mọi thứ, bao gồm sự phát triển, sinh sản, mức độ hoạt động và khả năng sống sót của cá. Một loạt các thay đổi về di truyền và trao đổi chất có thể giúp cá bảo tồn năng lượng, nhưng chỉ trong giới hạn. Nhìn chung, những loài cá lớn hơn bị ảnh hưởng nhiều hơn đơn giản vì tỷ lệ thể tích trên mang của chúng lớn hơn, khiến việc cung cấp oxy cho tế bào của chúng khó khăn hơn.. Đánh bắt quá mức đã có tác dụng làm giảm số lượng cá lớn ở đại dương; Verberk cho biết quá trình khử oxy có vẻ sẽ làm trầm trọng thêm hiệu ứng đó.

Ngay cả khi lượng khí thải CO2 dừng lại ngay lập tức, các đại dương đã cam kết mất lượng oxy lớn gấp bốn lần.

Verberk cho biết, tác động mãn tính lâu dài của mức oxy giảm nhẹ khó đánh giá hơn tác động ngắn hạn của tình trạng thiếu oxy và các nhà nghiên cứu đã khẩn trương kêu gọi nghiên cứu thêm về chủ đề này. Ông nói: “Đối với tình trạng thiếu oxy nhẹ trong thời gian dài, không có nhiều nghiên cứu nhưng nó có thể có tác động khá mạnh mẽ”. “Nếu bạn liên tục có ít hơn 7% năng lượng [from 7 percent less oxygen]số tiền đó sẽ tích lũy thành một khoản thâm hụt khá lớn.”

Cá đã di chuyển để tìm thêm oxy. Những loài sống ở vùng nước sâu hơn có thể di chuyển xuống vùng nước lạnh hơn và do đó có nhiều oxy hơn, trong khi những loài cá sống ở độ cao vài trăm mét của cột nước, giống như cá đá ven biển, có thể di chuyển lên mặt nước để lấy hơi. Trong một nghiên cứu về cá ở rạn san hô California từ năm 1995 đến năm 2009, 23 loài đã di chuyển lên bề mặt trung bình 8,7 mét mỗi thập kỷ khi nồng độ oxy giảm. Ở vùng nhiệt đới phía đông bắc Đại Tây Dương, cá ngừ đã bị đẩy vào tầng nước hẹp hơn do lượng oxy giảm; Nhìn chung, chúng đã mất 15% môi trường sống sẵn có từ năm 1960 đến năm 2010.

Verberk cho biết, mặc dù hiện tượng nóng lên và khử oxy thường đi đôi với nhau nhưng hai tác động này không phải lúc nào cũng hoàn toàn phù hợp với nhau. Kết quả là sự chắp vá của các khu vực quá nóng hoặc quá ít oxy để nhiều loài cá có thể phát triển, dẫn đến sự hỗn loạn của các lối thoát khác nhau. Các nhà nghiên cứu hiện đang cố gắng lập bản đồ các tác động dự kiến ​​đối với các loài khác nhau, nghiên cứu xem nhiệt độ và oxy có thể hạn chế môi trường sống trong tương lai của chúng như thế nào và các phạm vi đó sẽ trùng lặp với nhau như thế nào.

Vịt Bombay, một loài cá phát triển mạnh ở vùng nước có lượng oxy thấp, chiếm ưu thế trong sản lượng đánh bắt của tàu đánh cá ở phía đông nam Trung Quốc.

Vịt Bombay, một loài cá phát triển mạnh ở vùng nước có lượng oxy thấp, chiếm ưu thế trong sản lượng đánh bắt của tàu đánh cá ở phía đông nam Trung Quốc.
Bình Kang

Khi ở trong vùng nước nơi chúng có thể thở, cá sẽ phải xem chúng có thể tìm thấy thức ăn gì – và những kẻ săn mồi nào chúng cần tránh. Verberk nói: “Lượng oxy thấp sẽ là nguyên nhân khiến chúng di chuyển đến những nơi khác, nhưng những nơi đó không hề trống rỗng”. “Chúng sẽ gặp những động vật khác sống ở đó. “Nó sẽ thay đổi sự tương tác cạnh tranh giữa các loài.” Pauly cho biết cua hiện đang di chuyển đến Nam Cực khi vùng nước này ấm lên và sẽ ăn những loài nhuyễn thể không được bảo vệ. “Sẽ có sự hủy diệt hàng loạt,” ông nói.

Pauly cho biết, trong thế kỷ qua, áp lực lớn nhất đối với sinh vật biển là việc đánh bắt quá mức, khiến số lượng cá sụt giảm nghiêm trọng. Điều đó có thể thay đổi. Ông tiếp tục, nếu chúng ta kiểm soát được việc đánh bắt quá mức, áp lực liên quan đến khí hậu sẽ gây ra vấn đề lớn nhất đối với sinh vật biển trong những thập kỷ tới. Một bài báo năm 2021 cho thấy rằng các đại dương đã cam kết sẽ mất lượng oxy lớn gấp bốn lần, ngay cả khi lượng khí thải CO2 dừng lại ngay lập tức.

Pauly cho biết, nếu bạn vạch ra các xu hướng nóng lên và mất oxy, điểm cuối thảm khốc đối với đại dương trong hàng nghìn năm tới sẽ là “một món súp mà bạn không thể sống trong đó”. Ông nói, đại dương đã có những vùng thiếu oxy lẻ tẻ, “nhưng bạn có thể tưởng tượng tất cả các vùng chết trên thế giới hợp lại thành một, và đó là dấu chấm hết cho sự việc.” Ông nói, nếu chúng ta không giải quyết được vấn đề phát thải khí nhà kính, “chúng ta phải lường trước điều này sẽ xảy ra”.

By

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *