Utrata tlenu w wodach przybrzeżnych to jedno z największych wyzwań współczesnej oceanografii. Zjawisko to obserwuje się na całym świecie, a Morze Bałtyckie stało się wręcz symbolem problemu, z powodu rozległych „martwych stref”, gdzie życie praktycznie zamiera. W obliczu tej sytuacji coraz częściej pojawia się pytanie: czy sztuczne dostarczanie tlenu może stać się realną nadzieją na poprawę kondycji ekosystemów? Naukowcy ostrzegają jednak, że każda techniczna interwencja wiąże się nie tylko z potencjałem, ale i z poważnym ryzykiem.
Główne przyczyny utraty tlenu w morzach przybrzeżnych
Naturalnie tlen przedostaje się do wód przybrzeżnych dzięki wymianie z atmosferą oraz fotosyntezie prowadzonej przez fitoplankton. Jednak głębsze warstwy wody mogą uzyskać tlen wyłącznie poprzez wymianę z wodą powierzchniową. Woda morska traci tlen głównie przez działalność bakterii, które intensywnie zużywają go podczas rozkładu materii organicznej. Szczególnie szybki rozwój bakterii następuje, gdy do morza trafiają duże ilości składników odżywczych, takich jak azot i fosfor, pochodzących ze ścieków i rolnictwa. Nadmierna eutrofizacja prowadzi do zakwitów glonów, które po obumarciu opadają na dno i stają się pożywką dla bakterii, pogłębiając deficyt tlenu. Co więcej, ocieplenie klimatu sprawia, że cieplejsza woda gorzej rozpuszcza tlen, a warstwy ciepłej wody utrudniają mieszanie się z chłodniejszymi, co jeszcze bardziej ogranicza dostęp tlenu do głębin.
Warto przeczytać:
Jak podkreśla prof. Andreas Oschlies: „Teraz w Morzu Bałtyckim są ogromne strefy, w których nie ma w ogóle tlenu. Nazywamy te strefy beztlenowymi, czyli martwymi strefami. Nie są one całkowicie pozbawione życia, ponieważ w tym środowisku nadal mogą przetrwać bakterie. Jednak obszary te są absolutnie wrogie wszystkim innym organizmom”.
Czy sztuczne wprowadzenie tlenu może ożywić obumierające wody przybrzeżne?
W odpowiedzi na rosnący problem niedotlenienia, naukowcy zaczęli testować różne techniczne metody natleniania wód. Najpopularniejsze z nich to wtrysk powietrza lub czystego tlenu (tzw. dyfuzja pęcherzykowa) oraz pompowanie bogatej w tlen wody powierzchniowej do głębszych warstw (sztuczne opadanie). Przykłady z jezior i płytkich estuariów pokazują, że takie działania mogą przynieść pozytywne efekty – poprawiają poziom tlenu i ograniczają zakwity glonów.
Jednak – jak zauważa prof. Caroline P. Slomp – „To sztuczne wprowadzanie tlenu można z powodzeniem stosować w jeziorach, płytkich estuariach lub małych zatokach. Jednak efekt ten trwa tylko tak długo, jak długo operacja jest kontynuowana”.
Po zakończeniu natleniania anoksja bardzo szybko powraca, co potwierdziły badania m.in. w zatoce Chesapeake w USA – po wyłączeniu systemów napowietrzania poziom tlenu spadł do pierwotnych wartości w ciągu jednego dnia.
Morze Bałtyckie a przetestowane różne podejścia techniczne
Morze Bałtyckie jest jednym z najlepiej przebadanych akwenów pod kątem niedotlenienia i testowania metod natleniania. Próby pompowania natlenionej wody z powierzchni do głębin były prowadzone lokalnie, przynosząc miejscowe i krótkotrwałe efekty. Jednak skala wyzwań technicznych jest tutaj ogromna – Bałtyk osiąga głębokość nawet 459 metrów*, a jego objętość sprawia, że ilość tlenu potrzebna do trwałej poprawy warunków jest olbrzymia. Eksperci podkreślają, że nawet najbardziej zaawansowane techniki nie są w stanie trwale rozwiązać problemu bez usunięcia jego przyczyn.
Najczęściej czytane:
Ograniczenia i ryzyko związane ze sztucznym dopływem tlenu
Sztuczne dostarczanie tlenu na dużą skalę niesie ze sobą znaczące ryzyko ekologiczne. Wstrzykiwanie tlenu może powodować uwalnianie gazów cieplarnianych, takich jak metan, z osadów dennych. Może także zaburzać rozkład temperatury i zasolenia w akwenie, a hałas generowany przez urządzenia natleniające wpływa na wrażliwe siedliska morskie.
Zobacz także:
Oschlies podkreśla: „Procesy te powinny być stosowane wyłącznie po dokładnym przetestowaniu i w połączeniu z monitorowaniem środowiska”.
Ponadto zbyt szybkie natlenianie może prowadzić do uwalniania toksycznych substancji, w tym metali ciężkich oraz siarkowodoru, co stanowi poważne zagrożenie dla ekosystemów.
Nie ma substytutu dla ochrony klimatu i ograniczenia ilości składników odżywczych
Ostatnio coraz częściej w debacie pojawia się pomysł wykorzystania tlenu powstającego jako produkt uboczny przy produkcji zielonego wodoru. Elektrolizery umieszczone w pobliżu morza mogłyby zasilać przybrzeżne regiony w dodatkowy tlen. Jednak naukowcy apelują o ostrożność – nawet najbardziej innowacyjne technologie nie zastąpią konieczności ograniczenia dopływu składników odżywczych i ochrony klimatu.
„Techniczne możliwości dostarczania tlenu nie zastępują konieczności stałej ochrony klimatu i redukcji dopływu składników odżywczych z rolnictwa i ścieków. Jednak w pewnych warunkach mogą pomóc złagodzić najgorsze skutki niedoboru tlenu, przynajmniej tymczasowo” – podsumowuje Slomp.
Sztuczne dostarczanie tlenu a zagrożenia ekologiczne
Sztuczne dostarczanie tlenu do wód przybrzeżnych to narzędzie, które może przynieść krótkoterminową poprawę, ale nie jest rozwiązaniem systemowym. Skuteczność tych działań jest ograniczona czasowo i przestrzennie, a ryzyko ekologiczne nie może być lekceważone. Tylko kompleksowe podejście, łączące nowoczesne technologie z polityką ograniczania eutrofizacji i ochrony klimatu, może zapewnić trwałą poprawę stanu ekosystemów morskich. Sztuczne natlenianie może być wsparciem, ale nigdy nie zastąpi działań u źródła problemu.
Źródło: Slomp, Caroline P./Oschlies, Andreas (2025): Could bubbling Oxygen revitalize dying coastal seas?. Eos.
* Najgłębszym miejscem na Morzu Bałtyckim jest Głębia Landsort, która osiąga głębokość 459 metrów. Znajduje się na północny zachód od Gotlandii, około 50 km od tej szwedzkiej wyspy i 22 km od przylądka Landsort.
Średnia głębokość Bałtyku wynosi jedynie około 52 metry, co czyni Głębię Landsort znaczącym zagłębieniem na stosunkowo płytkim morzu.
Inne znaczące głębie w Bałtyku to między innymi:
- Głębia Gotlandzka: około 249 metrów
- Głębia Gdańska: 118 metrów
- Głębia Bornholmska: 105 metrów
- Basen Botnicki: maksymalnie 294 metry
