Niesamowity widok na rzekę Missisipi i Zatokę Meksykańską

Strefa niedotlenienia Zatoki Meksykańskiej jest sezonowym zjawiskiem występującym w północnej Zatoce Meksykańskiej, od ujścia rzeki Missisipi do granicy Teksasu. Jest on powszechnie nazywany martwą strefą Zatoki Meksykańskiej, ponieważ poziom tlenu w tej strefie jest zbyt niski, aby podtrzymywać życie morskie. Martwa strefa została po raz pierwszy odnotowana na początku lat 70. początkowo występowała co dwa do trzech lat, ale obecnie występuje corocznie. Latem 1999 roku Strefa Śmierci osiągnęła swój szczyt, obejmując 7,728 mil kwadratowych.

Warunki niedotlenienia powstają, gdy rozpuszczony poziom tlenu w wodzie spada poniżej dwóch miligramów na litr wody, zbyt niski, aby utrzymać życie zwierząt w dolnych warstwach Oceanu. Martwa strefa tworzy się każdego źródła, gdy rzeki Missisipi i Atchafalaya opróżniają się do Zatoki, przynosząc bogate w składniki odżywcze wody, które tworzą warstwę słodkiej wody ponad istniejącą słoną wodą. Trwa do końca sierpnia lub września, kiedy to jest rozbity przez huragany lub burze tropikalne. Składniki odżywcze zapewniają korzystne warunki dla nadmiernego wzrostu glonów, które wykorzystują dopływ tlenu do oddychania i rozkładu wody.

Dorzecze Missisipi obejmuje czterdzieści jeden procent kontynentalnych Stanów Zjednoczonych, zawiera czterdzieści siedem procent ludności wiejskiej kraju i pięćdziesiąt dwa procent amerykańskich gospodarstw rolnych. Odpady z tego obszaru spływają do Zatoki Meksykańskiej przez rzekę Missisipi. W skład tych odpadów rolniczych wchodzą fosfor i azot, podstawowy składnik odżywczy odpowiedzialny za zakwity glonów w strefie martwej. Azot i fosfor zostały po raz pierwszy użyte w nawozach w Stanach Zjednoczonych w 1930 roku. stężenia azotanów i fosforanów w dolnym Missisipi wzrosły proporcjonalnie do poziomu stosowania nawozów w rolnictwie od 1960 roku, kiedy zużycie nawozów wzrosło o ponad dwa miliony ton metrycznych rocznie. Ogólnie rzecz biorąc, ilość azotu dostarczanego do zatoki z dorzecza Missisipi wzrosła od dwóch do siedmiu razy w ciągu ostatniego stulecia. Oprócz odpadów rolniczych do tych wód są również wyrzucane niewłaściwie oczyszczone lub nieoczyszczone ścieki i inne zanieczyszczenia miejskie. Azot jest zwykle czynnikiem ograniczającym, co oznacza, że jego ograniczone ilości ograniczają wzrost i rozmnażanie roślin. Jednak nadmierne ilości azotu prowadzą do eutrofizacji, przejmowania bogatych w składniki odżywcze wód powierzchniowych przez fitoplankton lub inne rośliny. Jeśli zanieczyszczenie składników odżywczych nie zostanie znacznie zmniejszone, ryby i skorupiaki mogą pewnego dnia zostać na stałe zastąpione przez bakterie beztlenowe.

Martwa strefa pojawia się każdej wiosny, gdy warunki kwitnienia glonów stają się bardziej korzystne. Rzeki niosą większe ilości wody na wiosnę, wraz z większymi ilościami rozpuszczonych składników odżywczych, ponieważ śnieg topi się na północnych obszarach i opady deszczu rosną. Światło słoneczne również zwiększa intensywność i czas trwania w tym okresie, wraz z cieplejszą pogodą i mniejszą liczbą burz, z których wszystkie zachęcają do wzrostu glonów. Zmniejszające się burze późną wiosną i wczesnym latem skutkują spokojniejszą wodą, co zapobiega mieszaniu się dolnych warstw wody o niskiej zawartości tlenu z natlenionymi wodami powierzchniowymi. Organizmy żyjące na większych głębokościach, w tym większość zwierząt morskich, nie mogą uzyskać niezbędnego tlenu. Czas ten jest szczególnie zły, ponieważ miesiące letnie to czas aktywnego rozmnażania się ryb i bezkręgowców bentosowych (dennych). Z kolei Martwa strefa jest rozbita pod koniec sierpnia lub września przez huragany lub burze tropikalne.

ponieważ świeża, wzbogacona w składniki odżywcze woda z rzek Mississippi i Atchafalaya rozlewa się po wodach Zatoki, tworzą się sprzyjające warunki do produkcji masywnych kwitnących fitoplanktonów. Kwitnienie jest definiowane jako „zwiększona liczebność gatunku powyżej liczby tła w określonym regionie geograficznym”. Przychodzące składniki odżywcze stymulują wzrost fitoplanktonu na powierzchni, zapewniając pokarm dla jednokomórkowych zwierząt. Szczątki planktoniczne i fekalia z tych organizmów spadają na dno oceanu, gdzie są zjadane przez bakterie, które zużywają nadmierne ilości tlenu, tworząc warunki eutroficzne. Wody niedotlenione pojawiają się normalnie na powierzchni, ale na dnie są pokryte martwymi i strapionymi zwierzętami, aw skrajnych przypadkach warstwami śmierdzących bakterii utleniających siarkę, które powodują, że osad w tych obszarach staje się czarny. Te niedotlenienie powoduje zmiany w łańcuchu pokarmowym, utratę bioróżnorodności i wysoką śmiertelność gatunków wodnych.