Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Überraschende Abnahme

Überraschende Abnahme

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 18.08.2014 15:22

Die Erde ist eine von Sauerstoff geprägte Welt, bis in die tiefsten Tiefen der Ozeane - und doch leiden weite Gebiete in unseren Weltmeeren unter Sauerstoffmangel. Im Arabischen Meer und im Pazifik vor den Küsten Süd- und Mittelamerikas gibt es ausgedehnte Sauerstoffminimumzonen, obwohl die Meeresströmungen für regen Austausch sorgen. Bisher erwarteten die Wissenschaftler, dass sich diese Zonen drastisch ausdehnen werden, wenn Atmosphären- und Meerestemperaturen ansteigen. Doch zunächst könnte das genaue Gegenteil geschehen.

Die Untersuchungsregion: Bis hinunter zur mexikanischen Halbinsel Baja California erstreckt sich eine große Sauerstoffminimunzone. (Bild: NASA)Wissenschaftler unter der Leitung von Curtis Deutsch von der Universität von Washington in Seattle haben aus Bohrkernen die Entwicklung des Sauerstoffgehalts vor der Küste Mittelamerikas rekonstruiert. Ihre Ergebnisse und darauf aufbauenden Simulationen haben sie in "Science" veröffentlicht, und sie überraschen: "In den Tropen könnte der Sauerstoffgehalt sogar steigen", erklärte Deutsch. Der Klimaforscher und seine Kollegen haben dabei gar nicht die Gesetze der Physik ausgehebelt. Weiterhin gilt: Je wärmer Wasser wird, um so weniger Gas kann es halten und allein deshalb wird der Sauerstoffgehalt im tropischen Ozeanwasser sinken. Allerdings ist das nur ein Aspekt eines komplexen Geschehens. Ein anderer Aspekt ist die Sauerstoffnachfrage im Ozean. Ist das Wasser nährstoffreich, verbrauchen die Lebewesen des Ökosystems, insbesondere die Bakterien, die abgestorbene Biomasse verwerten, auch immens viel Sauerstoff. Diese Nachfrageseite wird nicht so sehr von den Wassertemperaturen beeinflusst, sondern von den Meeresströmungen und den sie antreibenden Passatwinden. Die sorgen dafür, dass im Osten des Pazifiks nährstoffreiches Tiefenwasser aufwallt, das die Ökosysteme stimuliert. Die Intensität der Passatwinde aber entwickelte sich in der Vergangenheit anders als die reinen Oberflächentemperaturen der Ozeane.

In nährstoffreichem Wasser verbrauchen Lebewesen viel Sauerstoff. (Bild: A. Vasenin/Wikimedia)Drei Bohrkerne vor der mittelamerikanischen Küste und Datenreihen von der kalifornischen Küste lieferten die Informationen, mit denen die Forscher die Ausdehnung der Sauerstoffminimumzone rekonstruierten, die sich bis zur Mitte der mexikanischen Halbinsel Baja California erstreckt. Deutsch und seine Kollegen konnten den Zeitraum der vergangenen 150 Jahre abdecken und zeigen, dass diese Zone bis in die 50er-Jahre des 20. Jahrhunderts stagnierte oder sogar leicht schrumpfte. Die Kontraktion beschleunigte sich während der 50er-Jahre, bis in den 90ern ein Minimum erreicht war. Seither dehnt sich die Sauerstoffminimumzone wieder langsam aus. Ein Blick auf die langfristige Entwicklung der Passatwinde zeigt einen ähnlichen Verlauf. Die Intensität des als Walker-Zirkulation bekannten Systems ging bis in die 90er-Jahre zurück und steigt seither wieder an. Die Temperaturen kennen dagegen nur eine Richtung. "Die Trends in der pazifischen Sauerstoffminimumzone kommen daher von langfristigen Änderungen in der Walker-Zirkulation und ihrem Einfluß auf die Sauerstoffnachfrage, weniger von der Gasspeicherfähigkeit des Wassers", schreiben die Autoren daher in "Science".

Ca. 30-50% aller Stickstoffverluste laufen in nur 0,1% der Weltmeere ab. (Abb. nach: World Ocean Atlas 2009/NOAA)Die steigenden Temperaturen in Atmosphäre und Ozean werden sich den US-Klimaforschern zufolge zunächst also nicht auf die Sauerstoffminimumzonen auswirken, da generell auch eine Abschwächung der Passatwinde erwartet wird. Auf nahe und mittlere Sicht können die Mangelzonen deshalb sogar schrumpfen, denn schwächere Winde bedeuten weniger nährstoffreicheres Wasser. Die sauerstoffhungrigen Bakterien werden sich einschränken müssen und so wird die Nachfrage nach dem lebensnotwendigen Gas schwächeln. Allerdings besteht langfristig kaum ein Zweifel, dass die Physik zu ihrem Recht kommt und die Sauerstoffminimumzonen wachsen werden. Das zeigt der Blick in andere weiter zurückreichende Bohrkerne, die Zeitalter mit höheren Wassertemperaturen abdecken.