關於世界海洋的更多壞訊息：死亡地帶——海底水域氧氣過度消耗，無法支援大多數海洋生物的區域——正在蔓延，幾乎遍佈美國整個東海岸和南海岸以及幾個西海岸河流出口。
根據《科學》雜誌上的一項新研究，世界其他地區的情況也好不到哪裡去——目前全球已確定有 405 個死亡地帶，高於 1960 年代的 49 個——世界上最大的死亡地帶仍然是波羅的海，其海底水域現在全年缺氧。
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這絕非小小的經濟問題。1976 年，紐約州和新澤西州海岸附近發生了一次低氧事件（科學上稱為缺氧），僅僅覆蓋了 385 平方英里（1,000 平方公里）的海床，最終給該地區的商業和休閒漁業造成了超過 5 億美元的損失。目前，每年大約有 83,000 噸（75,000 公噸）的魚類和其他海洋生物因切薩皮克灣死亡地帶而喪生——足以養活商業螃蟹年捕撈量的一半。
弗吉尼亞州威廉斯堡威廉與瑪麗學院的海洋生物學家羅伯特·迪亞茲說：“墨西哥灣因缺氧而損失的食物超過 212,000 公噸 [235,000 噸]。”他與瑞典哥德堡大學的海洋生態學家魯特格·羅森伯格一起調查了死亡地帶。“這足以養活路易斯安那州海灣平均棕蝦捕獲量的 75%。如果沒有缺氧，而且有更多的食物，你不認為蝦和螃蟹會更快樂嗎？它們肯定會更肥。”
只有少數死亡地帶曾經恢復，例如黑海，它在 20 世紀 90 年代隨著蘇聯解體以及俄羅斯和烏克蘭田地肥料徑流的大幅減少而迅速反彈。肥料含有大量氮，它會從農田中隨水流失，流入河流，最終流入海洋。
這種肥料徑流，非但沒有促進玉米或小麥的生長，反而助長了沿海海洋中大規模的藻類繁殖。這些藻類反過來會死亡並沉入海底，在那裡被微生物消耗，微生物在此過程中消耗氧氣。藻類越多意味著氧氣消耗越多，從而導致水中氧氣減少，導致能夠遷移的魚類、甲殼類動物和其他海洋生物大規模逃離，以及蛤蜊或其他海底生物等無法移動的生物大量死亡。這時，在無氧環境中茁壯成長的微生物就會接管，形成產生硫化氫（一種有毒氣體）的巨大細菌墊。
迪亞茲說：“海洋環境中的主要罪魁禍首是氮，而如今，氮進入海洋系統的最大來源是農業。世界各地的情況都是如此。農民並非故意這樣做。他們寧願讓氮留在陸地上。”
除了肥料外，另一個主要罪魁禍首是化石燃料的消耗。燃燒汽油和柴油會產生形成煙霧的氮氧化物，隨後當雨水將氮從天空沖刷下來並最終進入海洋時，煙霧就會消散。
技術進步，例如電動汽車或氫燃料汽車，可以解決這個問題，但農業問題更棘手。迪亞茲指出：“氮非常容易流失；很難將其留在陸地上。我們需要找到一種技術來阻止氮離開土壤。”
或者，農民可以透過採用新的生物技術來減少所需的氮總量，例如 Arcadia Biosciences 提供的氮利用效率 (NUE) 改進技術。透過對作物進行基因工程改造，使其過度表達一種允許根系吸收更多氮的基因，Arcadia 科學家表明，“NUE 作物有可能用一半的肥料產生相同的產量，”總裁兼執行長埃裡克·雷伊說。“在油菜籽中，我們看到了三分之二的減幅。”
帶有該技術基因的種子已分別授權給農業巨頭孟山都公司和杜邦先鋒良種國際公司，用於油菜籽和玉米——甚至 Scotts Miracle-Gro 公司的草種有一天也可能採用該技術。儘管過去四年的田間試驗已證明基因改變的有效性，但進一步的測試和政府批准意味著此類作物在 2012 年之前不會種植。
雷伊說：“如果農民只使用一半的氮肥，這將對農民帶來巨大的經濟利益，並且對氮肥徑流入水道產生巨大的有益影響。”他希望該產品能夠像抗除草劑作物一樣迅速被採用，抗除草劑作物從 1998 年推出到佔美國玉米種植面積的近 70% 僅用了五年時間，現在已接近 90%。“一個合理的預期是，可能會在 2018 年之前大幅減少。”
但這仍然可能無法解決死亡地帶問題。迪亞茲說，現在有大量的氮進入這些沿海水域，以至於大部分氮最終被埋在沉積物中，即使新的氮源被移除，這些沉積物也會隨著時間的推移釋放氮，從而使迴圈永久持續下去。
無法恢復的原因不僅是埋在沉積物中的氮，還因為儘管像密西西比河這樣的大河流域流量巨大，但水層之間卻無法混合。相反，較溫暖、較淡的表層水位於較冷、較稠密、較鹹的水之上，需要多次強颶風的能量才能將兩者混合。
例如，當卡特里娜颶風以超過 130 英里（210 公里）/小時的強風襲擊路易斯安那州海岸時，這場巨大的熱帶風暴帶來了一個好處：它將溫暖、富氧的表層水與下方較冷、幾乎無氧的水混合，暫時驅散了美國最大的死亡地帶。颶風麗塔緊隨其後完成了這項工作，提前結束了每年在密西西比河口形成的季節性死亡地帶。
那個死亡地帶——去年蔓延面積約為 8,500 平方英里（22,000 平方公里），面積相當於新澤西州，並且由於早期的夏季洪水，預計 2008 年將更加廣泛——它的形成是由於密西西比河從美國中西部農田攜帶下來的大量氮和磷造成的。
指望颶風既不流行也不明智，因此波羅的海國家的科學家們，為了尋求解決方案，正在考慮所謂的地球工程選項：對自然系統進行大規模的人為干預。在這種情況下，空氣將被鼓入一些較小的海灣，以評估會發生什麼。“如果你看看農業池塘，你可以給它們充氣以防止缺氧，”迪亞茲說。“但那是一個池塘。我們談論的是有潮汐的開放系統。水不會只停留在那裡。”
最終，可能需要農業和交通運輸的革命，以及颶風的能量，才能使死亡地帶恢復生機。迪亞茲補充說：“如果你無法用颶風的能量混合死亡地帶，我不明白地球工程將如何做到這一點。”