Conosciuto anche come zona d'ombra, la zona minima dell'ossigeno [OMZ] è la zona più bassa della concentrazione di ossigeno nell'acqua marina dell'oceano. A seconda delle circostanze locali, le OMZ avvengono a profondità di circa 200 a 1,500m [660-4920ft]. Le OMZ si trovano normalmente lungo la costa occidentale dei continenti, quindi si trovano in tutto il mondo. I processi biologici e fisici interagiscono contemporaneamente. I processi biologici riducono la concentrazione di ossigeno mentre i processi fisici limitano la miscelazione di questa acqua con le acque circostanti. Questo crea un pool di acqua in cui la concentrazione di ossigeno scende al di sotto di 2mg / l dal range normale di 4-6m / l.
Processi fisici e biologici
Le acque generalmente più calde concentrano meno ossigeno delle acque più fredde mentre le acque oceaniche superficiali concentrano l'ossigeno vicino all'equilibrio con l'atmosfera terrestre. L'acqua è normalmente esposta a una pioggia di materia organica dall'alto, mentre l'acqua si sposta dallo strato misto nel termoclino. L'ossigeno viene consumato dai batteri aerobici per nutrirsi, quindi riduce la sua concentrazione in acqua. Quindi la concentrazione di ossigeno nelle acque profonde dipende dalla sua concentrazione mentre si trovava sulla superficie per sottrarre quella degli organismi marini.
La concentrazione di ossigeno è più alta nelle profondità dell'oceano, a causa della fornitura polare di acque fredde e profonde ricche di ossigeno. Ciò è dovuto anche al basso consumo di ossigeno da parte degli organismi marini che raramente si trovano in tali zone. Vi è, tuttavia, una minore quantità di approvvigionamento idrico ricco di ossigeno e tassi elevati di consumo di ossigeno a profondità intermedie. Il mescolarsi delle acque delle circolazioni azionate dal vento del vortice subtropicale e dell'acqua superficiale consente il rifornimento di ossigeno in queste acque. La distribuzione delle zone minime di ossigeno nell'oceano aperto è normalmente controllata dai processi biologici e fisici locali e anche dalla circolazione oceanica su larga scala.
Vita nella zona minima dell'ossigeno
Gli organismi si sono evoluti per vivere intorno e nelle OMZ nonostante il fatto che ci sia una bassa concentrazione di ossigeno. Includono il calamaro vampiro (Vampyroteuthis infernalis) e il gigante rosso mysid (Gnathophausia ingens). Questi organismi hanno speciali caratteristiche adattative per far fronte alla minore quantità di ossigeno o meglio estrarre ossigeno dall'acqua in modo più efficiente. Ad esempio, alcuni sviluppano branchie con un'enorme area di superficie e una stretta distanza di diffusione sangue-acqua. Questo è efficace nell'eliminazione dell'ossigeno dall'acqua e per un sistema circolatorio efficiente con una capacità più elevata e sangue altamente concentrato di una proteina (emocianina) che assorbe prontamente l'ossigeno. Alcuni batteri usano il processo di denitrificazione dove usano il nitrato al posto dell'ossigeno. Ciò abbassa la concentrazione di nitrato come nutriente importante.
Ruolo delle zone minime di ossigeno
Queste zone regolano la produttività e la struttura della comunità ecologica dell'ossigeno globale. Ad esempio, nell'OMZ al largo della costa occidentale del Sud America, giganteschi tappetini batterici svolgono un ruolo importante nelle zone di pesca immensamente più ricche, come le stuoie batteriche delle dimensioni dell'Uruguay. A causa dei continui cambiamenti climatici con potenziali divaricazioni per gli ecosistemi e le persone, i modelli di sistemi terrestri stanno proiettando notevoli riduzioni di ossigeno e di altre variabili fisico-chimiche nell'oceano.
