Что такое зона кислородного минимума?
- в ОМЗ у западного побережья Южной Америки гигантские бактериальные маты играют важную роль в регионах, чрезвычайно богатых рыбным промыслом, поскольку там встречаются бактериальные маты размером с Уругвай.
- Организмы эволюционировали, чтобы жить вокруг и в ОМЗ, несмотря на то, что там низкая концентрация кислорода. К ним относятся кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis) и гигантский красный мизид (Gnathophausia ingens).
- Как правило, более теплые воды концентрируют меньше кислорода, чем более холодные воды, тогда как поверхностные воды океана концентрируют кислород, близкий к равновесию с атмосферой земли.
Также известная как теневая зона, зона кислородного минимума (OMZ) является самой низкой зоной концентрации кислорода в морской воде океана. В зависимости от местных условий ОМЗ происходит на глубинах примерно от 200 до 1500 м [660-4920 футов]. ОМЗ обычно встречаются вдоль западного побережья континентов, следовательно, встречаются по всему миру. Биологические и физические процессы взаимодействуют одновременно. Биологические процессы снижают концентрацию кислорода, в то время как физические процессы ограничивают смешивание этой воды с окружающими водами. Это создает бассейн с водой, в котором концентрация кислорода падает ниже 2 мг / л от нормального диапазона 4-6 м / л.
Физические и биологические процессы
Как правило, более теплые воды концентрируют меньше кислорода, чем более холодные воды, тогда как поверхностные воды океана концентрируют кислород, близкий к равновесию с атмосферой земли. Вода обычно подвергается воздействию дождя из органического вещества сверху, когда вода выходит из смешанного слоя в термоклин. Кислород используется аэробными бактериями для питания, что снижает его концентрацию в воде. Таким образом, концентрация кислорода в глубоководных водах зависит от его концентрации, когда он находился на поверхности, за вычетом той, которая была истощена морскими организмами.
Концентрация кислорода выше в глубоководных районах океана из-за наличия в полярном регионе холодных глубоководных вод, богатых кислородом. Это также связано с низким потреблением кислорода морскими организмами, которые редко встречаются в таких зонах. Однако существует более низкая скорость подачи воды, богатой кислородом, и повышенная скорость потребления кислорода на промежуточных глубинах. Смешивание вод, вызванных ветровыми циркуляциями субтропического круговорота, и поверхностных вод позволяет пополнить запасы кислорода в этих водах. Распределение зон кислородного минимума в Открытом океане обычно контролируется местными биологическими и физическими процессами, а также крупномасштабной океанической циркуляцией.
Жизнь в зоне кислородного минимума
Организмы эволюционировали, чтобы жить вокруг и в ОМЗ, несмотря на то, что там низкая концентрация кислорода. К ним относятся кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis) и гигантский красный мизид (Gnathophausia ingens). Эти организмы обладают особыми адаптивными особенностями, позволяющими справляться с меньшим количеством кислорода или, скорее, более эффективно извлекать кислород из воды. Например, у некоторых развиваются жабры с огромной площадью поверхности и узким расстоянием диффузии крови к воде. Это эффективно для удаления кислорода из воды и для эффективной системы кровообращения с большей пропускной способностью и кровью с высокой концентрацией белка (гемоцианина), который легко поглощает кислород. Некоторые бактерии используют процесс денитрификации, при котором они используют нитраты вместо кислорода. Это снижает концентрацию нитратов как важного питательного вещества.
Роль зон кислородного минимума
Эти зоны регулируют продуктивность и структуру экологического сообщества глобального кислорода. Например, в ОМЗ у западного побережья Южной Америки гигантские бактериальные маты играют важную роль в регионах, чрезвычайно богатых рыбным промыслом, поскольку там встречаются бактериальные маты размером с Уругвай. Из-за продолжающегося изменения климата с потенциальными последствиями для экосистем и людей модели земной системы прогнозируют значительное сокращение содержания кислорода и других физико-химических переменных в океане.
