Τι είναι

Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την επιβίωση των ψαριών και των ασπόνδυλων οργανισμών στο θαλάσσιο περιβάλλον. Στα υδάτινα οικοσυστήματα το οξυγόνο που προέρχεται από την ατμόσφαιρα ή το φυτοπλαγκτόν (οργανισμοί μικροόσκοπικού μεγέθους που φωτοσυνθέτουν) διαλύεται στο νερό και χρησιμοποιείται για να καλύψει τις αναπνευστικές ανάγκες όλων των ζωικών οργανισμών, ακόμα κι εκείνων που κινούνται ή κολυμπούν κοντά στον πυθμένα ή είναι εγκατεστημένα σταθερά σε αυτόν. Μετά τη διάλυσή του στα επιφανειακά νερά, το οξυγόνο φυσιολογικά αναμιγνύεται με το νερό των βαθύτερων στρωμάτων. Όταν διακόπτεται η παροχή οξυγόνου στα βαθύτερα στρώματα, ή η κατανάλωσή του υπερβαίνει την επαναδιάθεσή του, η συγκέντρωσή του μειώνεται σε επίπεδα που δεν αρκούν για την επιβίωση των περισσότερων ζωικών οργανισμών. Η κατάσταση αυτή καλείται υποξία. Η ανοξία είναι η κατάσταση κατά την οποία το οξυγόνο απουσιάζει εντελώς.

Πως προέκυψε ο όρος υποξία

Οι υδροβιολογοι «δανειστήκαν» τον όρο υποξία (χαμηλή συγκέντρωση οξυγόνου) από την ιατρική δεδομένου ότι η έννοια αλλά και οι μηχανισμοί μοιάζουν. Στην ιατρική, η υποξία εμφανίζεται όταν ο οργανισμός στο σύνολό του ή τμήμα του στερείται επαρκούς οξυγόνου. Κατά την έννοια αυτή κι ένα υδάτινο οικοσύστημα σύστημα μπορεί να στερείται επαρκούς οξυγόνου. Η εντατική φυσική άσκηση μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση του οξυγόνου στο αίμα, όπως οι αναπνευστικές ανάγκες των υδρόβιων οργανισμών μπορούν να μειώσουν το διαλυμένο οξυγόνο σε επίπεδα κορεσμού μικρότερα του 100% στο νερό.

Πως προκαλείται η υποξία

Η υποξία σε παράκτια οικοσυστήματα ακολουθεί ένα προβλεπόμενο πρότυπο σύμφωνα με το οποίο ο ευτροφισμός αρχικά ενισχύει την εναπόθεση οργανικού υλικού, το οποίο με τη σειρά του προάγει τη μικροβιακή αύξηση και αναπνοή προκαλώντας μεγαλύτερες απαιτήσεις σε οξυγόνο. Η στρωματοποίηση της υδάτινης στήλης προκαλεί εξάντληση των επίπεδων του διαλυμένου οξυγόνου. Σε δεύτερη φάση, η υποξία εμφανίζεται παροδικά και συνοδεύεται από μαζικούς θανάτους βενθικών οργανισμών. Με την πάροδο του χρόνου και την περαιτέρω απόθεση θρεπτικών και οργανικού υλικού στο υπόστρωμα, ξεκινάει η τρίτη φάση, κατά την οποία η υποξία γίνεται εποχική ή περιοδική, με χαρακτηριστικό την αυξομείωση του μεγέθους των ζωικών πληθυσμών. Η επόμενη (τέταρτη) φάση παρουσιάζεται αν η υποξία επιμείνει για χρόνια και οργανικό υλικό και θρεπτικά συνεχίσουν να συσσωρεύονται στο υπόστρωμα. Τότε η ζώνη εξαπλώνεται και καθώς η συγκέντρωση του DO συνεχίζει να μειώνεται, επέρχεται ανοξία, ενώ απελευθερώνεται H₂S μικροβιακής προέλευσης. Η γεωμορφολογία και το πρότυπο κυκλοφορίας των υδάτων σε ορισμένα θαλάσσια οικοσυστήματα τα καθιστά ιδιαίτερα ευάλωτα στην ανάπτυξη υποξικών συνθηκών. Τα βασικά χαρακτηριστικά ενός συστήματος επιρρεπούς στην υποξία είναι η χαμηλή ενέργεια (παλίρροια, ρεύματα, άνεμοι) και η σημαντική εισροή γλυκών υδάτων. Τα χαρακτηριστικά αυτά σε συνδυασμό οδηγούν στη στρωμάτωση των υδάτων με αποτέλεσμα την απομόνωση των βαθύτερων στρωμάτων από τα επιφανειακά και την αδυναμία επανοξυγόνωσης. Οικοσυστήματα με καλύτερη ανάμιξη των βαθύτερων με τα επιφανειακά νερά δεν εμφανίζουν τάση ανάπτυξης υποξίας.

Συγκεντρώσεις οξυγόνου στην υποξία

Η γενική αποδοχή είναι ότι η υποξία αντιστοιχεί σε επίπεδα κορεσμού διαλυμένου οξυγόνου της τάξης του 30% ή συγκέντρωση οξυγόνου 2 mg/L Ο₂. Ως σημείο αναφοράς δίνεται η συγκέντρωση οξυγόνου στον ατμοσφαιρικό αέρα που ισούται με 280 mg/L Ο₂. Οι διάφοροι τύποι οργανισμών έχουν ποικίλα όρια ανοχής στη συγκέντρωση οξυγόνου: Ψάρια: 1,54 mg/L Ο₂ Καρκινοειδή: 2,45 mg/L Ο₂ Γαστερόποδα: 0,89 mg/L Ο₂ Δίθυρα: 1,42 mg/L Ο₂ Άσχετα με τα αίτια εμφάνισης (φυσικά ή ανθρωπογενή) σε συνθήκες υποξίας παρατηρείται μείωση της βιοποικιλότητας εξαιτίας της θνησιμότητας των ευάλωτων ειδών και της αύξησης της κυριαρχίας των ανθεκτικών αλλά και μείωση του μεγέθους των οργανισμών.