“荒地” 讓人聯想到塵土飛揚、荒涼的景象，那裡的生命轉瞬即逝且環境惡劣——如果生命存在的話。海洋也有其不適宜居住的區域。科學家們發現，氣候變化——而不僅僅是農業使用的化肥——可能正在刺激沿海水域出現貧瘠的水下景觀。不斷擴大的死亡地帶不僅給生物多樣性帶來麻煩，而且還威脅著許多國家的商業漁業。
死亡地帶並非新鮮事物；它們在全球經濟至關重要的生態系統中季節性形成，包括墨西哥灣和切薩皮克灣。農業徑流引發了許多此類生物死亡；自 1960 年代以來，氮肥使用量的增加使無生命區域的數量每十年翻一番，導致目前全球海岸線上分佈著 405 個死亡地帶。
但鮮為人知的荒地也在出現——沒有來自農場的營養輸入。關於此類死亡地帶的警報首次在 2002 年夏季在俄勒岡州響起。俄勒岡州魚類和野生動物部的 David Fox 說，通常“我們看到許多魚群和許多不同的物種”，但調查顯示，死魚和無脊椎動物遍佈海底。罪魁禍首是缺氧——低氧條件，這種情況可能發生在深水湧向地表區域的有機物分解之後。
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俄勒岡州立大學的物理海洋學家 Jack Barth 評論說，如此靠近海岸的缺氧區域的出現讓研究人員感到震驚。十年前，科學家需要航行 50 英里或更遠才能在俄勒岡州附近找到缺氧水域，但他表示，該區域現在非常靠近，以至於“從 101 號高速公路上擊出的一個長棒球本壘打”就可以落入其中。同樣在俄勒岡州立大學擔任海洋生態學家的 Francis Chan 表示，令科學家們驚訝和沮喪的是，“缺氧已成為海岸的一個特徵”，並且每年夏天都會在近岸重新出現。
通常，像俄勒岡州沿海那樣的上升流系統充滿生機。當沿海風將地表水推向 offshore 時，來自下方的寒冷、富含營養的水取而代之，刺激浮游植物大量繁殖，為許多海洋生物提供食物。事實上，上升流系統造就瞭如此高產的生態系統，以至於它們支撐著全球約 20% 的漁業產量，同時僅佔海洋表面的 1%。
然而，當這些系統變得超負荷運轉時，死亡地帶就會形成，這可能是由於化肥徑流造成的，或者像俄勒岡州的情況一樣，是由於海洋環流的變化造成的。當上升流加劇時，更多的營養物質到達地表，浮游植物的生長速度也隨之飆升。那些未被吃掉的浮游植物最終會死亡並沉入更深的水域，細菌會在那裡利用可用的氧氣分解它們。當這種廣泛的有機物腐爛速度超過含氧地表水的新鮮供應時，就會導致缺氧。
除了俄勒岡州，其他地區也出現了死亡地帶擴大的跡象。在南非，自 1990 年代初期以來，上升流生態系統的變化已被記錄在案。沿海地區反覆發生的缺氧事件導致具有商業價值的巖龍蝦更頻繁地遊向近岸尋找含氧水域，但退潮時卻被困住。在智利和秘魯海岸，缺氧事件已經發生數千年，但情況可能正在發生變化，因為最近幾十年，在低氧事件發生後，洪堡魷魚和魚類大量被衝上岸灘的報告有所增加。斯克裡普斯海洋研究所的海洋生態學家 Lisa Levin 說，這些系統中長期缺氧可能會導致“物種多樣性下降，某些類群（如甲殼類動物）消失得更快”。
邁阿密大學的 Andrew Bakun 認為，全球變暖可能是驅動上升流變化的原因，這是他於 1990 年首次提出的觀點。隨著大陸升溫，較暖陸地上空空氣與較冷海洋上空空氣之間的壓力差增大，這可能會加強驅動上升流過程的沿海風。例如，在俄勒岡州，每次缺氧事件之前都出現了短時間異常強風。儘管長期風資料已被證明難以分析，但智利和南非的沿海風似乎在最近幾十年有所增強。
氣候模型還預測了海洋氧氣的大規模下降。隨著地表水變暖，它們吸收氧氣的效率降低，並起到蓋子的作用，阻止氧氣混合到更深層的水域中。如果上升流到沿海地區，這些缺氧但富含營養的深水可能會使當地地區更容易發生缺氧。研究表明，整個太平洋的氧氣水平都有所下降，這可能導致了俄勒岡州缺氧現象的出現。
俄勒岡州立大學海洋生態學家 Jane Lubchenco 表示，科學家面臨的主要挑戰是缺乏足夠的上升流系統長期資料。最近的一次研討會強調，迫切需要加強監測，以及科學家之間持續溝通的重要性。“很明顯，這些系統並不完全相同，”Lubchenco 指出，但比較這些系統可能有助於研究人員弄清楚缺氧是如何發生的。最終，預測未來的變化對於確定不斷擴大的低氧區是否會扼殺全球漁業（或者更可能的是何時會扼殺）至關重要。
注意：本文最初的標題為“窒息的海洋”。