Meteo Carmen Sylva

Eutrofizarea

Pe scurt

Curriculum meteo

Curriculum
Marea Neagra

Activitati

Proiecte

Echipamente

Resurse

Baze de date

Albume

Vremea azi

Remote sensing

            Introducere

Atunci când soarele diminetii răsare deasupra Mării Negre, miriade de plante plutitoare minuscule-prea mici pentru a fi văzute cu ochiul liber-încep să capteze energia solară care alimentează viata marină. Aceste plante, cunoscute sub numele de fitoplancton, nu seamănă cu cele pe care le vedem pe uscat, (cunoscute ca plante vasculare), desi ele sunt înrudite ca evolutie.. Ele au evoluat în moduri care le permit să poată trăi în apa mării din apropierea tărmului si/sau să poată găsi substantele nutritive care le hrănesc. Unele specii au mici prelungiri numite cili  care le permit să înoate încet, altele pot produce substante toxice care le feresc de animalele care le-ar putea mânca (zooplancton).

Substantele nutritive esentiale de care are nevoie fitoplanctonul pentru a creste includ compusi ai nitrogenului, fosforului, fierului, si, în unele cazuri, ai siliconului.Fitoplanctonul are nevoie si de compusi organici cum ar fi vitaminele. Puteti găsi mai multe informatii despre aceste substante în lectia despre Chimia Mării Negre. Există trei surse majore ale acestor substante:

(1)   Eliminarea lor de către fitoplancton pe timpul noptii, fitoplancton mort, sau eliminarea de către alte organisme marine (ca produse reziduale)

(2)   Ridicarea lor cu apele de adânc, prin amestec cu apele de suprafată, si,

(3)   Transportul de pe uscat de către râuri sau curenti, si prin atmosferă.

Desi (1) si (2) sunt principalele surse de substante nutritive in Marea Neagră, un adaos semnificativ de nutrienti provine de pe uscat, direct sau prin intermediul râurilor care drenează 17 tări din Europa.

In trecut, înainte ca oamenii să fi provocat modificări ale peisajului continentului nostru, cantitatea de fitoplancton din mare depindea în principal de gradul amestecului apelor din adânc, bogate în nutrienti cu cele din straturile de suprafată, unde pătrundea o cantitate suficientă de lumină pentru a le permite să se dezvolte. (acest strat este cunoscut sub numele de zona eufotică). Existau variatii sezoniere, în functie de climă care determină intensitatea vântului, variatiile de temperatură, cantitatea de precipitatii si puterea radiatiei solare. Întregul sistem era influentat de acesti factori. Pestii, de exemplu, depun icrele chiar înainte de cresterea sezonieră a cantitatii de fitoplancton, astfel încât larvele să găsească hrană din belsug si să aibă sanse mai mari de supravietuire.

Si pe uscat plantele au nevoie de compusi de nitrogen si fosfor pentru a creste. Acestia sunt de obicei furnizati de pământ dar cultivarea continuă sărăceste solul de substante nutritive si reduce fertilitatea acestuia. Pe la jumătatea secolului al XX-lea s-au descoperit modalităti relativ ieftine de a produce îngrăsăminte cu nitrogen si fosfor. Atunci când acestea sunt împrăstiate pe sol, plantele se dezvoltă mai repede si productia la hectar creste. Adăugarea îngrăsămintelor determină însă modificarea calitătii solului, făcându-l mai sensibil la eroziune, pe măsură ce plantele consumă materia organică prezentă.

Intrebare pentru discutia de grup: Cum mentineau tăranii productia agricolă înainte de descoperirea îngrăsămintelor chimice?

 
          

O altă problemă este si cea provocată de faptul că o parte din nitrogenul si fosforul adăugată pe uscat, ajunge, prin curenti si râuri, în mare. În mare stimulează cresterea fitoplanctonului provocând o înflorire-un strat dens de fitoplancton care poate schimba culoarea mării în verde, rosu sau brun. Celulele aflate în putrefactie din aceste straturi de fitoplancton consumă oxigenul (Vezi lectia despre Chimie pentru detalii) si pot duce la moartea tuturor animalelor care au nevoie de oxigen si nu pot să scape din zonă. Fenomenul este numit eutrofizare.

Casetă text: Test pentru clasă: Împărtiti grupul în două echipe, A si B si asezati-le pe două rânduri. Mai jos sunt două liste. Prima este o listă cu activităti ale oamenilor si cu substante care pot introduce nutrienti în mediu, cea de-a doua cuprinde căi de reducere a acestora. Profesorul va scrie cea de-a doua listă pe o tablă amplasată într-un loc de unde poate fi văzută de ambele grupe si va explica optiunile. Apoi va citi itemii de pe prima listă unul câte unul. Obiectivul este de a se decide dacă o activitate sau o substantă contribuie sau nu la eutrofizarea Mării Negre. Grupul A va răspunde la prima întrebare cu Da sa Nu. Dacă gresesc vor pierde un membru al grupului în favoarea echipei B. Dacă substanta sau activitatea contribuie la eutrofizare, grupul B va fi invitat să propună o optiune bună pentru înlăturarea acesteia de pe listă. Dacă gresesc, vor pierde un membru al grupului în favoarea echipei A. A doua întrebare va fi adresată echipei B iar echipa A va fi solicitată să sugereze o solutie potrivită. Întrebările se vor pune alternativ echipelor, până la epuizarea lor. Echipa care are cei mai multi membri la sfârsit, este declarată câstigătoare.. 

Prima listă	A doua listă
1. Canalizare	1. Statii de epurare a apelor
2. Gaze de esapament	2. Folosirea de substante alternative
3. Fabrica de autobze	3. Refacerea unei zone umede
4. Detergenti pentru spălat	4. Împrăstierea de gunoi pe câmpuri
5. Ferme zootehnice	5. Ameliorarea practicilor agricole
6. Centrale nucleare	
7. Rafinării 	
8. Ferme de cartofi	

           

 

 

 

 

 

 

 

 

Alternative pentru producerea hranei

O nouă tehnologie cunoscută sub numele de agricultură organică sau ecologică a devenit o cale din ce în ce mai răspândită de producere a hranei cu valoare nutritivă mare si impact ecologic redus. Aceasta se bazează pe metode traditionale de cultivare a pământului îmbinate cu tehnologii moderne ieftine si nu necesită adaos de substante chimice. Calitatea solului este ameliorată prin folosirea gunoiului de grajd si a compostului si prin rotatia anuală a culturilor. În unii ani, sunt plantate plante ca fasolea si trifoiul, care folosesc nitrogenul din atmosferă si îl convertesc în compusi care rămân în sol si hrănesc plante ce vor fi cultivate în anul următor. Agricultura organică necesită multă pricepere si mai mult efort decât cea “chimică”, dar recolta poate fi vândută la preturi mai mari.

Eutrofizarea în Marea Neagră

Spre sfârsitul anilor 1960, s-a produs o schimbare majoră în productia agricolă, deseori numită “Revolutia Verde”. Aceasta a implicat utilizarea de mari cantităti de fertilizatoare si pesticide pentru a creste productia la hectar. Au fost create ferme zootehnice cu productie intensivă pentru a deveni o sursă de carne ieftină (o fermă din România, de exemplu, avea mai mult de un milion de porci). Deversarea de deseuri cu nutrienti provenite din aceste activităti agricole, din surse casnice si industriale în jurul Mării Negre, au ajuns în râuri si curenti, si astfel si în apele Mării Negre. Iarba de mare si depunerile algale de pe platforma din nord-vest (priviti imaginea câmpului Zernov) nu au putut absorbi o cantitate atât de mare de nutrienti si a început să crească o mare cantitate de fitoplancton, absorbind lumina necesară plantelor din straturile de adâncime. Lipsită de lumină, “câmpia” a început să moară. Cantitatea uriasă de materie organică în putrefactie de pe fundul mării, si bacteriile asociate, au consumat oxigenul dizolvat. Acestea au dus la formarea unei zone moarte în care fauna de adâncime a fost asfixiată.

Efectele eutrofizării au fost resimtite pe toată suprafata Mării Negre. Desi se estimează că 70% din nutrientii dizolvati produsi prin activităti umane provin din Dunăre, nu există tări nevinovate iar eutrofizarea costieră se observă la mari distante de zona de vărsare a fluviului. Toată marea a suferit modificări ale ecosistemului, iar eutrofizarea este una dintre modificările care au contribuit la aceste schimbări. Organisme specializate în consumul materiei organice aflate în surplus, au apărut în mari cantităti de jur împrejurul Mării Negre, dar acestea sunt privite ca niste specii finale întrucât nu servesc ca hrană pentru zooplancton sau restul lantului trofic. Din multe puncte de vedere, fertilizarea mării cu nutrienti au sărăcit-o, nu au îmbogătit-o.

O pajiste subacvatică numită Câmpul lui Zernov

În zonele de platformă ale mării, unde fundul apei este scăldat în lumină, plante mai mari si alge pot creste, formând pajisti subacvatice. Acestea pot constitui baza lantului trofic dar în acelasi timp pot constitui adăpost, pentru un mare număr de animale care trăiesc pe fundul mării sau în proximitatea acestuia, sau sosesc aici ca musafiri, rămânând uneori pentru o mai mare durată pe parcursul ciclului lor reproductiv. Partea de nord vest a Mării Negre are o adâncime mai mare de o sută de metri si a primit întotdeauna un aport mare de nutrienti, purtati de apele Dunării si ale Niprului, al doilea si al treilea fluviu ca mărime ale Europei.

Virtual, zona era acoperită cu pajisti subacvatice. O singură specie, alga rosie numită Phyllophora,domina o suprafată întinsă. Pajistea, numită Câmpul lui Zernov, după numele rusului care a descoperit-o, era spatiul unui ecosistem unic si mare furnizor de plante si animale. Întâmplător, algele rosii erau recoltate de oameni pentru a fi folosite ca ingredient pentru înghetată!


Din păcate, textul de mai sus foloseste cuvântul “era”. Pe parcursul anilor 70 si ‘80, ca o consecintă a eutrofizării, ecosistemul tărmului de nord-vest, a intrat în colaps brusc si catastrofal. Mari cantităti de plante si animale moarte au acoperit plajele din România si vestul Ucrainei; între 1973 si 1990, pierderile au fost estimae la 60 de milioane de tone de animale, incluzând 5 milioane de peste. La pretul pietei, numai pestele ar fi putut valora 2 milioane de dolari, dar pierderile financiare nu pot depăsi pierderea unui ecosistem unic.

Studiile efectuate în cadrul Programului de Mediu al Bazinului Dunării, au evidentiat ca jumătate din cantitătile de nutrienti deversati în râu provin din agricultură, un sfert din industrie si o proportie similară din surse casnice.Din cauza dificultătilor economice ale tărilor din aval si a controalelor de mediu riguroase în tările din amonte, în ultimii ani, cantitatea de nutrienti proveniti din Dunăre a scăzut. Ecosistemul Mării Negre îsi revine treptat, dar s-ar putea ca revenirea să fie doar temporară. Este de luat în consideratie că nivelul deversărilor de nutrienti este din nou în crestere, cu consecinte în degradarea Mării Negre, dacă nu se vor lua măsuri de control, ca parte a unei strategii de dezvoltare economică.

Eutrofizarea din spatiu

            În fotografia din pagina de mai jos, este o imagine luată dintr-un satelit de pe orbita Pământului. Culorile sunt intensificate pentru a arăta concentratia de clorofilă din mare. Clorofila este substanta colectoare de lumină prezentă în toate tipurile de plante, marine si terestre. În mare, cantitatea de clorofilă indică prezenta fitoplanctonului. În fotografie, concentratiile mai mari de clorofilă sunt indicate prin culoarea verde închis. Această imagine frumoasă arată că eutrofizarea este asociată cu vărsarea râurilor Dunăre si Nipru si cu Marea Azov. Ea prezintă si felul în care vârtejurile turbionare poartă apa bogată în nutrienti adânc în interiorul Mării Negre. Apa mai adâncă, albastră, din apropierea coastei Crimeei, indică apele cele mai putin eutrofizate ale Mării Negre.


Dilema morală – cum să procedăm pentru reducerea eutrofizării- ce credeti?

Casetă text: Există o strânsă legătură între felul în care trăim si problema eutrofizării mării.
Practicarea agriculturii bazate pe îngrăsăminte s-ar putea să mentină scăzut pretul hranei, dar pretul plătit de mediu prin eutrofizare ar putea fi ridicat. Pierderile de nutrienti în mediu ar putea fi reduse prin aplicarea de tehnologii moderne, dar acestea necesită investitii care ar putea fi recuperate numai prin cresterea preturilor la hrană. Nutrientii proveniti din apele din canalizarea ar putea fi redusi prin epurarea completă a apei, dar si aceasta necesită instalatii cu costuri foarte mari. Îndepărtarea fosfatilor din detergenti s-a realizat în multe părti ale lumii, dar si aceasta presupune costuri foarte mari. Mare parte din stilul nostru de viată abordează râurile si marea ca o resursă ieftină. Pentru unii politicieni poluarea mediului pentru a realiza o dezvoltare economică si a reduce sărăcia reprezintă o perspectivă acceptabilă. Ei folosesc ca argument afirmatia că mizeria poate fi curătată după ce se obtine înflorirea economică. Altii afirmă că această solutie este inacceptabilă si că este mai bine să se reducă rata cresterii economice, dar să se asigure o dezvoltare durabilă de la început. Această solutie ar putea însă să mentină multi oameni săraci pentru o durată mai lungă. 

Ce credeti? Mai există si alte alternative?


 

Sursa: SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, si ORBIMAGE