Geht dem Ozean die Luft aus?

?

Der Sauerstoffgehalt der tropischen Ozeane nahm in den letzten 50 Jahren ab. Klimawandelbedingte Umweltveränderungen könnten dafür verantwortlich sein.

Meereswissenschaftler sind einer weiteren alarmierenden Veränderung auf die Spur gekommen. In einigen Regionen des Weltozeans nimmt der Sauerstoffgehalt ab, der die Lebensgrundlage für marine Organismen darstellt. Als Ursache für den Rückgang werden durch den globalen Klimawandel verursachte Umweltveränderungen angenommen. In der jetzt in dem Wissenschaftsjournal „Science“ veröffentlichten Studie unter Leitung von Lothar Stramma vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) konnte mithilfe von Beobachtungsdaten gezeigt werden, dass der Sauerstoffgehalt der tropischen Ozeane in den letzten 50 Jahren unterhalb der durchmischten Deckschicht im Bereich 300 bis 700 m Tiefe abgenommen hat. Da insbesondere große Meereslebewesen Gebiete mit geringem Sauerstoffgehalt meiden bzw. dort nicht länger existieren können, haben Änderungen des Sauerstoffgehalts im Ozean weitreichende biologische und wirtschaftliche Konsequenzen.

Schon länger ist bekannt, dass die Sauerstoffverteilung im Ozean nicht gleichmäßig ist. An den östlichen Rändern der tropischen Ozeane existieren in etwa 200–800 m Tiefe Zonen mit reduziertem Sauerstoffgehalt, die Sauerstoffminimumzonen genannt werden. Bedingt durch den CO₂-Anstieg und die damit verbundene Temperaturzunahme wird auch eine allgemeine Abnahme des Sauerstoffgehalts im Ozean erwartet, da in wärmeren Wasser die Sauerstofflöslichkeit abnimmt und sich aber vor allem das Absinken von sauerstoffreichen Wasser in den polaren Regionen verringert, und folglich die tiefen Schichten des Ozeans weniger belüftet werden. Dabei sind die erwarteten Änderungen im subtropischen und subpolaren Meeresgebieten höher als in den tropischen Regionen. In den höheren Breiten konnte die Sauerstoffabnahme mit Hilfe von Beobachtungsdaten bereits nachgewiesen werden.

Abb.: Sauerstoffverteilung im Atlantik und Zeittiefenschnitt der Sauerstoffverteilung im tropischen Ostatlantik. (Quelle: IFM-GEOMAR)

Das war in den Tropen sehr viel schwieriger, da viel weniger Messdaten zur Verfügung stehen. Eine internationale Forschergruppe unter Leitung von Lothar Stramma vom IFM-GEOMAR zusammen mit Gregory Johnson von der NOAA in Seattle, Janet Sprintall vom Scripps Institution of Oceanography in San Diego und Volker Mohrholz vom Institut für Ostseeforschung in Warnemünde wählten einzelne Gebiete mit höherer Datenmenge aus und ergänzten sie mit aktuellen Messungen, um die Abnahme des Sauerstoffgehalts zu dokumentieren. „Die größte Sauerstoffabnahme im Tiefenbereich 300–700 m wurde im tropischen Nordostatlantik beobachtet, während im östlichen Indischen Ozean die Sauerstoffabnahme eher gering ausfiel“, erklärt Lothar Stramma. Ob die beobachteten Sauerstoffänderungen im Zusammenhang mit der globalen Klimaerwärmung stehen können, ist noch zu klären. „Im Ozean existieren Änderungen auf unterschiedlichen Zeitskalen“, betont Lothar Stramma. „Mit Messungen alleine können wir nicht die Ursachen der Änderungen erklären. Auch natürliche Prozesse, die auf kürzeren Zeitskalen auftreten, können die beobachtete Abnahme des Sauerstoffgehalts verursacht haben“, so Stramma weiter. Allerdings ist das Ergebnis konsistent mit Modellrechnungen, die auch für die Zukunft eine weitere Abnahme prognostizieren.

Wenn sich dieser Trend fortsetzen würde, ist dies besonders in den jetzt untersuchten tropischen Regionen bedeutsam, denn hier sind die Sauerstoffgehalte im Wasser generell niedrig und ein weiteres Absinken kann zu existentiellen Problemen für marine Organismen führen. Die vorgestellten Messergebnisse sind ein wichtiger Ausgangspunkt für die laufenden Arbeiten in einem im Januar 2008 von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und dem IFM-GEOMAR begonnenen Sonderforschungsbereich 754: „Klima – biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“, der von der Deutsche Forschungsgemeinschaft für die erste Förderungsphase 2008–2011 bewilligt wurde. Der SFB-754 soll helfen das Wechselspiel von Klima und Biogeochemie des tropischen Ozeans auf einer quantitativen Basis besser zu definieren.

Quelle: Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, Kiel

Weitere Infos:

• Originalarbeit:
  Stramma, L., G.C. Johnson, J. Sprintall und V. Mohrholz, 2008: Expanding oxygen-minimum zones in the Tropical Oceans. Science (2. Mai 2008).
  http://dx.doi.org/10.1126/science.1153847
• IFM-GEOMAR, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, Kiel´:
  http://www.ifm-geomar.de
• Sonderforschungsbereich 754 „Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im Tropischen Ozean“:
  http://www.sfb754.de