Cichy zabójca Bałtyku. Dusi się 60 tysięcy kilometrów kwadratowych naszego morza

Pojęcie martwych wód jest najczęściej kojarzone z Zatoką Meksykańską - na skutek działań człowieka delta rzeki Missisipi co lato staje się śmiertelną pułapką dla zwierząt. W tym roku amerykańska Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA) przewiduje, że zjawisko obejmie prawie 14 tysięcy kilometrów kwadratowych. Na świecie istnieją jednak inne strefy martwych wód, a jedna z większych zlokalizowana jest w naszym bezpośrednim sąsiedztwie.

Oglądaj w TVN24 GO: Rozmowy o końcu świata: "Zegar tyka, nie mamy czasu". Czarne scenariusze i "jedyna szansa" dla Bałtyku

"Strefy śmierci" są w Bałtyku zjawiskiem naturalnym. Jak wszystkie morza śródlądowe, akwen cechuje się ograniczoną wymianą wód z oceanem: przez cieśninę Kattegat do Bałtyku wlewa się dobrze natleniona woda z Morza Północnego, która następnie trafia do kolejnych obszarów, napędzana przez wiatr i prądy morskie. Przy takim reżimie wymiany wód zdarzało się, że porcja tlenu nie docierała do każdej części akwenu, powodując powstanie martwej strefy. Jak szacują duńscy i szwedzcy naukowcy pod przewodnictwem dr Jacoba Carstensena z Uniwersytetu w Aarhus, na początku XX wieku zjawisko dotyczyło około procenta powierzchni Bałtyku.

Problem został zauważony w latach 50., kiedy to "strefy śmierci" zaczęły niebezpiecznie się rozrastać. Tym razem ich występowanie nie było wynikiem naturalnych procesów, ale działalności człowieka. Do Bałtyku nie trafiają bowiem jedynie wody z Morza Północnego - kończą w nim bieg Wisła, Odra i wiele innych rzek z obszaru ponad 1,7 mln kilometrów kwadratowych, jak czytamy w raporcie Komisji Ochrony Środowiska Morskiego Bałtyku (HELCOM) z 2018 roku. Ich fale niosą ze sobą duży ładunek ścieków rolniczych, a wraz z nim ogromne ilości związków fosforu i azotu pochodzących z nawozów.

Paradoksalnie to właśnie nadmiar substancji biogennych, czyli eutrofizacja, jest główną przyczyną występowania martwych stref. Przeżyźnienie wód morskich powoduje gwałtowne namnażanie się alg i sinic, które bardzo szybko obumierają i opadają na dno, gdzie ulegają rozkładowi. Proces ten wymaga olbrzymich ilości tlenu. Gdy zawartość pierwiastka na dnie morza niebezpiecznie się obniża, procesy tlenowe zamierają. Powstałą niszę zajmują bakterie beztlenowe, produkujące szkodliwy dla morskiej fauny siarkowodór.

Jak wskazuje w rozmowie z tvnmeteo.pl oceanograf Wojciech Kraśniewski z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, problem coraz większego zasięgu deficytu tlenowego dotyczy głównie głębszych obszarów morza. Powstaje w nich tzw. permanentna haloklina - stale utrzymująca się warstwa dzieląca mniej i bardziej zasolone wody, dodatkowo utrudniająca wymianę tlenu. Różnice te pogłębia dopływ zasolonych wód, co w skali długoterminowej może wpływać na rozszerzanie się niedotlenionych stref.

Duńscy naukowcy szacują, że obecnie około 60-70 tysięcy kilometrów kwadratowych to "strefa śmierci", z czego w części akwenu utrzymuje się ona przez cały rok. Martwe wody otaczają Gotlandię i Archipelag Zachodnioestoński, a także zbliżają się do Zatoki Gdańskiej i Mierzei Wiślanej. Tempo zmian jest niepokojące. W 2018 roku fińsko-niemiecki zespół naukowców pod przewodnictwem Samiego Jokinena z Uniwersytetu w Turku przeprowadził badanie dna Bałtyku. Wykazało ono, że w samym XX wieku proces wypierania tlenu z wód przebiegał na niespotykaną skalę, znacznie szybciej niż w ciągu ostatnich 1500 lat.

Zmiana stosunków tlenowych na dnie Bałtyku ma wpływ na procesy zachodzące na całej głębokości akwenu. Jak opowiada w rozmowie z tvnmeteo.pl dr Carstensen, najbardziej zagraża ona gatunkom zamieszkującym dno morza, w szczególności tym ryjącym w mulistym dnie.

- Gdy zawartość tlenu zaczyna spadać, zwierzęta są zmuszone wygrzebać się na powierzchnię, gdzie czekają na nie drapieżniki - tłumaczy. - Jeśli nie uda im się uciec, uduszą się - dodaje.

Gatunki bytujące w toni wodnej dysponują coraz węższym środowiskiem życia: z uwagi na brak życiodajnego tlenu, chłodne wody głębinowe stają się dla nich niedostępne. Wykwity alg na powierzchni uniemożliwiają również docieranie promieni słonecznych do dna, przez co obumierają wodorosty, źródło pożywienia i bezpieczny dom dla wielu gatunków.

Problemy mają także ryby, które składają ikrę w głębszych partiach morza. Jedną z nich jest dorsz bałtycki. Młode osobniki są pozbawione bezpiecznego schronienia w głębinach akwenu, co wpływa na ich zwiększoną śmiertelność. Te, którym udaje się przeżyć, są często zbyt małe, by móc się rozmnażać. Przeprowadzone w 2021 roku badanie wskazało, że populacja dorsza w zachodnim Bałtyku została zredukowana w stopniu, który prawdopodobnie uniemożliwi jej odtworzenie.

Prof. Jacek Zaucha z Instytutu Morskiego w Gdańsku w rozmowie z tvnmeteo.pl tłumaczy, że jeśli nie zatrzymamy procesu nadmiernego użyźniania wód, jego skutki będą odczuwalne w aspektach gospodarczych, środowiskowych i społecznych.

- Powstaną problemy dla turystyki nadmorskiej i dla rybołówstwa, ale przede wszystkim pojawią się zakłócenia w funkcjonowaniu ekosystemu morskiego - wymienia. - Kolejnym problemem będzie zmiana morskich krajobrazów, które stanowią istotny czynnik tworzenia się więzi emocjonalnej między ludźmi a morzem. Zakłócenie tego procesu może skutkować zmniejszeniem wsparcia dla działań publicznych zmierzających do zachowania dobrego stanu ekologicznego morskich ekosystemów - tłumaczy.

Chociaż to rolnictwo pełni najważniejszą rolę w eutrofizacji Bałtyku, istnieje szereg innych czynników warunkujących powstawanie "stref śmierci". Jedną z nich są zmiany klimatyczne. Przeprowadzone w 2012 roku badanie pod przewodnictwem dr Karoline Kabel z Instytutu Leibniza wskazuje, że pomiędzy końcem XIX wieku a obecnymi czasami, temperatura powierzchni Bałtyku wzrosła o około 2 stopnie Celsjusza. Nawet tak drobna zmiana wystarczy, by zmniejszyć rozpuszczalność tlenu atmosferycznego w słonawej wodzie morskiej. Wiejący wiatr coraz słabiej natlenia wody powierzchniowe, zmniejszając jego dostępność dla uciekających z głębin ryb. Utrudnia to również przenikanie życiodajnego pierwiastka do głębszych wód.

Martwe wody to po części również efekt nadmiernego rybołówstwa. Dorsz pełni w Bałtyku rolę regulacyjną - zapobiega on nadmiernemu rozrastaniu się populacji szprota. Ta niewielka ryba żywi się zooplanktonem, który z kolei stanowi pierwszą linię obrony Bałtyku przed zakwitem alg i sinic. Im więcej szprota, tym mniej zooplanktonu, a co za tym idzie - lepsze warunki do zakwitów. Przełowienie dorsza wywołało prawdziwą eksplozję tego gatunku, a wraz z nim zużywających mnóstwo tlenu drobnoustrojów.

Carstensen wskazuje jeszcze jeden istotny mechanizm. W warunkach niskiej zawartości tlenu z osadów dennych uwalniane są fosforany. Związki te przedostają się na powierzchnię, gdzie odżywiają algi, przedłużając okres zakwitu. W ten sposób w ekosystemie tworzy się błędne koło, a proces przeżyźnienia sam się napędza.

Eksperci od wielu lat nagłaśniają problem, ale mimo to "strefy śmierci" w Morzu Bałtyckim ciągle rosną. Jak zaznacza dr Jacob Carstensen, zatrzymanie zmian środowiskowych będzie wymagało wielu starań i dobrej woli ze strony polityków.

- Przede wszystkim musimy ograniczyć dopływ substancji odżywczych do Bałtyku - podkreśla. - Otrzymuje on ich znacznie więcej niż toleruje - dodał.

To szczególnie istotne w Polsce - w raporcie HELCOM Wisła i Odra znalazły się wśród największych "dostawców" fosforu i azotu do wód Bałtyku. Kraśniewski wskazuje, że do głównych działań prowadzonych w celu ograniczenia zjawiska eutrofizacji należy ograniczenie dopływu azotu i fosforu z rzek i atmosfery do obszarów morskich. W skali krajowej powinniśmy także dążyć do ograniczenia emisji ze źródeł rolniczych oraz ścieków odprowadzanych z oczyszczalni.

- Prowadzone w skali europejskiej i krajowej działania w zakresie ochrony Morza Bałtyckiego spowodowały, iż dopływ azotu i fosforu do Bałtyku maleje - dodaje Carstensen. - We wszystkich obszarach Morza Bałtyckiego obserwuje się redukcję dopływu związków azotu i fosforu, która pomiędzy okresem odniesienia 1997-2003 a rokiem 2015 wynosiła odpowiednio 12 i 25 procent. Pozwala to spojrzeć na problem z optymizmem, należy pamiętać jednak, że postępujące zmiany klimatyczne mogą wydłużyć proces odnowy.

Prof. Jacek Zaucha z Instytutu Morskiego w Gdańsku podkreśla, że mechanizmy działań powinny być wieloaspektowe - finansowe i administracyjne, ale także społeczne.

- Z jednej strony potrzebne są zachęty finansowe do stosowania metod, które nie skutkują eutrofizacją (np. ekologiczne uprawy), a z drugiej strony działania administracyjne, w tym zakaz obsiewania pól i nawożenia łąk nad ciekami wodnymi - wyjaśnia.

Ekspert tłumaczy, że dobrym kierunkiem zmian są innowacyjne rozwiązania, na przykład zrównoważone akwakultury omułkowe czy roślinne, które potrafią usuwać z morza fosfor i azot pochodzące z rozproszonych źródeł. - Potrzebujemy także edukacji, by zmieniać nawyki konsumentów, a także źródeł finansowania dla badań naukowych i wdrażania ich wyników. Kolejnym istotnym ogniwem jest monitoring, prowadzony przede wszystkim przez HELCOM - dodał.

Jak pokazują badania, do martwych wód może jeszcze wrócić życie. W 2008 roku naukowcy z Uniwersytetu Sztokholmskiego i Uniwersytetu w Uppsali pod przewodnictwem dr Magnusa Karlssona zaobserwowali, że stan osadów dennych w okolicach szwedzkiej stolicy poprawił się w stosunku do sytuacji z lat 90. Było to wynikiem ulepszenia systemu usuwania azotanów w oczyszczalni ścieków w Sztokholmie. Pobrany z dna muł okazał się dobrze natleniony i zamieszkały przez bezkręgowce.

Przykład ze Szwecji pokazuje jednak, że zmiany nie nastąpią z dnia na dzień - do modernizacji doszło w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Jeśli przywrócenie funkcjonalności niewielkiego wycinka Bałtyku zajęło ponad dekadę, walka ze skutkami masowej eutrofizacji na całej powierzchni morza może być kwestią dziesięcioleci. Pozostaje jedynie mieć nadzieję, że do tego czasu zmiany w naszym morzu nie zajdą tak daleko, że niemożliwe będzie ich odwrócenie.