W niektórych wodach przybrzeżnych poziom tlenu spada tak nisko, że większość zwierząt nie jest w stanie przetrwać. Obszary te nazywane są martwymi strefami. Powstają, gdy nadmiar składników odżywczych, zazwyczaj azotu i fosforu z rolnictwa i ścieków, napędza gęste zakwity glonów. Gdy glony obumierają i toną, rozkład bakteryjny zużywa rozpuszczony tlen szybciej, niż jest on w stanie go uzupełnić.

Stratyfikacja słupa wody uniemożliwia mieszanie się bogatej w tlen wody powierzchniowej z głębinami, co nasila problem. Martwa strefa Zatoki Meksykańskiej, zasilana przez rzekę Missisipi, jest jedną z największych i najlepiej zbadanych. Podobne zjawiska występują w Morzu Bałtyckim, Zatoce Chesapeake i wielu innych systemach bogatych w składniki odżywcze na całym świecie.

Mobilne zwierzęta uciekają; organizmy osiadłe giną. Rybołówstwo i usługi ekosystemowe cierpią. Głównym długoterminowym rozwiązaniem jest ograniczenie ładunków substancji odżywczych poprzez lepsze zarządzanie nawożeniem, oczyszczanie ścieków i rekultywację terenów podmokłych, które przechwytują substancje odżywcze. Sezonowy monitoring śledzi wielkość i intensywność martwych stref każdego roku.

Martwa strefa może latem rozszerzyć się na tysiące kilometrów kwadratowych, a jesienią skurczyć się ponownie podczas burz.