In sommige kustwateren daalt het zuurstofgehalte zo laag dat de meeste dieren niet kunnen overleven. Deze gebieden worden dode zones genoemd. Ze ontstaan ​​wanneer overtollige voedingsstoffen, meestal stikstof en fosfor afkomstig van landbouw en rioolwater, de groei van dichte algenbloei bevorderen. Wanneer de algen afsterven en naar de bodem zinken, verbruikt bacteriële afbraak de opgeloste zuurstof sneller dan deze kan worden aangevuld.

De gelaagdheid van de waterkolom verhindert de menging van zuurstofrijk oppervlaktewater met de diepere lagen, waardoor het probleem verergert. De dode zone in de Golf van Mexico, gevoed door de Mississippi, is een van de grootste en meest bestudeerde. Vergelijkbare verschijnselen komen voor in de Oostzee, de Chesapeake Bay en vele andere voedselrijke systemen wereldwijd.

Mobiele dieren vluchten; sessiele organismen sterven. De visserij en ecosysteemdiensten lijden eronder. Het verminderen van de nutriëntenbelasting door verbeterd meststoffenbeheer, afvalwaterzuivering en herstel van wetlands die nutriënten opvangen, is de belangrijkste oplossing op lange termijn. Seizoensgebonden monitoring registreert jaarlijks de omvang en intensiteit van de dode zones.

Een dode zone kan zich in de zomer over duizenden vierkante kilometers uitbreiden en in de herfst, tijdens stormen, weer krimpen.