ما هي منطقة الحد الأدنى من الأكسجين؟

تُعرف منطقة الحد الأدنى للأكسجين [OMZ] أيضًا باسم منطقة الظل ، وهي أدنى منطقة لتركيز الأكسجين في مياه البحر في المحيط. حسب الظروف المحلية ، تحدث OMZ في أعماق تتراوح بين 200 و 1500 متر [660-4920 قدمًا]. عادة ما توجد OMZs على طول الساحل الغربي للقارات وبالتالي وجدت في جميع أنحاء العالم. العمليات البيولوجية والفيزيائية تتفاعل بشكل متزامن. تقلل العمليات البيولوجية من تركيز الأكسجين بينما تقيد العمليات الفيزيائية خلط هذا الماء مع المياه المحيطة. وهذا يخلق مجموعة من المياه التي ينخفض ​​فيها تركيز الأكسجين إلى أقل من 2 ملجم / لتر من المعدل الطبيعي البالغ 4-6 م / ل.

العمليات الفيزيائية والبيولوجية

تركز المياه الدافئة عمومًا على كمية أقل من الأكسجين مقارنة بالمياه الباردة ، بينما تركز مياه المحيط السطحية على الأكسجين بالقرب من التوازن مع الغلاف الجوي للأرض. يتعرض الماء عادة إلى أمطار من المواد العضوية من أعلى بينما ينتقل الماء من الطبقة المختلطة إلى الخط الحراري. يتم استخدام الأكسجين بواسطة البكتيريا الهوائية لتغذية وبالتالي يقلل تركيزه في الماء. وبالتالي فإن تركيز الأكسجين في المياه العميقة يعتمد على تركيزه بينما كان على السطح لطرح التركيز المستنفد بواسطة الكائنات البحرية.

تركيز الأكسجين أعلى في أعماق المحيطات ، بسبب إمداد المنطقة القطبية بالمياه الباردة والعميقة الغنية بالأكسجين. ويرجع ذلك أيضًا إلى انخفاض استهلاك الأكسجين بواسطة الكائنات البحرية التي نادراً ما توجد في مثل هذه المناطق. ومع ذلك ، هناك معدل أقل من إمدادات المياه الغنية بالأكسجين ومعدلات مرتفعة من استهلاك الأوكسجين في أعماق بينهما. إن مزج مياه الدوران الذي يحركه الرياح للدوران شبه الاستوائي والمياه السطحية يمكّن من إعادة تزويد الأكسجين في هذه المياه. عادة ما يتم التحكم في توزيع مناطق الحد الأدنى من الأكسجين في المحيطات بواسطة العمليات البيولوجية والفيزيائية المحلية وكذلك دوران المحيطات على نطاق واسع.

الحياة في منطقة الحد الأدنى من الأكسجين

تطورت الكائنات الحية لتعيش حولها وفي OMZs على الرغم من وجود تركيز منخفض للأكسجين. وهي تشمل الحبار مصاص الدماء ( Vampyroteuthis infernalis ) و mysid الأحمر العملاق ( Gnathophausia ingens ). هذه الكائنات لها ميزات تكيفية خاصة للتعامل مع كمية أقل من الأوكسجين أو بالأحرى استخراج الأوكسجين من الماء بشكل أكثر كفاءة. على سبيل المثال ، يطور البعض خياشيم ذات مساحة سطحية ضخمة ومسافة ضيقة من الدم للنشر. هذا فعال في القضاء على الأكسجين من الماء ولجهاز الدورة الدموية الفعال مع قدرة أعلى والدم الذي يتركز بشكل كبير من البروتين (الهيموسيانين) الذي يمزج الأكسجين بسهولة. تستخدم بعض البكتيريا عملية نزع النتروجين حيث تستخدم النترات بدلاً من الأكسجين. هذا يسحب تركيز النترات كمغذيات مهمة.

دور مناطق الأكسجين الدنيا

هذه المناطق تنظم إنتاجية وبنية المجتمع البيئي للأكسجين العالمي. على سبيل المثال ، في منطقة OMZ قبالة الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية ، تلعب الحصير البكتيرية العملاقة دورًا مهمًا في المناطق الغنية بمصائد الأسماك حيث توجد الحصير البكتيرية بحجم أوروغواي هناك. نظرًا لاستمرار التغير المناخي مع عمليات الفصل المحتملة للنظم الإيكولوجية والناس ، تتوقع نماذج نظام الأرض تخفيضات كبيرة في الأكسجين والمتغيرات الفيزيائية والكيميائية الأخرى في المحيط.