Sauerstoff-Minimum-Zonen

Erste 3D-Karte der Todeszonen im Pazifik

Robert Klatt

Der Klimawandel führt zu immer Todeszonen in den Meeren. Nun wurden die beiden größten Sauerstoff-Minimum-Zonen der Erde erstmals genau kartiert.

Cambridge (U.S.A.). Der Klimawandel hat in vielen Teilen der Ozeane zu einer stärkeren Schichtung des Meerwassers geführt. Dies behindert den Gasaustausch und sorgt somit dafür, dass in den tiefen und mittleren Wasserschichten der Sauerstoff knapp wird. Es entstehen dadurch in fast allen Meeren, sogenannte Todeszonen, in deren Wasser kaum noch Leben vorkommt. Auch in der Ostsee haben der Klimawandel und die Nährstoffbelastung inzwischen Todeszonen mit minimalem Sauerstoff geschaffen.

Bisher sind die Todeszonen der Ozeane trotz ihres hohen Stellenwerts für das Klima und die Meeresökologie aber nur grob kartiert. Die Karten basieren meist auf stichprobenartigen Wasserproben, deren Sauerstoffwerte durch die spätere Analyse jedoch verfälscht sein könnten.

Kartierung der Todeszonen

„Es ist wichtig, diese Todeszonen detailliert zu kartieren – allein schon, damit wir Vergleichswerte für die zukünftigen Veränderungen haben“, erklärt Jarek Kwiecinski vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Global Biogeochemical Cycles haben die Forscher um Kwiecinski deshalb nun die zwei global größten Todeszonen erstmals dreidimensional kartiert.

Die im ersten Atlas der Sauerstoff-Minimum-Zonen aufgenommenen Gebiete liegen beide im Ostpazifik. Für ihre Kartierung analysierten die Forscher Daten von 15 Millionen Messungen aus, die Forschungsschiffe und Treibbojen in den letzten 40 Jahren erfasst haben.

Sauerstoff-Minimum-Zonen im Pazifik

Die neuen hochauflösende Karten zeigt erstmals die Tiefe, Ausdehnung und innere Struktur der Todeszonen. „Wir können nun erstmals genau sehen, wie sich die Verteilung des anoxischen Wassers im Pazifik in drei Dimensionen verändert“, erklärt Andrew Babbin. Die südliche der beiden Todeszone umfasst etwa 600.000 Kubikkilometer Meerwasser, die nördliche 1.800.000 Kubikkilometer Meerwasser.

Laut dem Atlas ist das Sauerstoffdefizit im Kern der jeweiligen Minimum-Zonen am höchsten. Auch hier gibt es jedoch immer wieder dünne Ströme, die mehr Stauerstoff enthalten. „Wir konnten auch Lücken sehen – Stellen, an denen in geringer Tiefe das anoxische Wasser von sauerstoffreicherem verdrängt wird. Offenbar gibt es dort einen lokalen Mechanismus, der Sauerstoff einträgt“, erklärt Babbin.

Sauerstoffhaushalt der Ozeane

Laut den beiden Wissenschaftlern dokumentiert der neue Atlas den Zustand der beiden Sauerstoff-Minimum-Zonen detailliert. Es kann somit als Referenz für zukünftige Messungen dienen und somit dabei helfen, weitere Veränderungen zu erfassen. Aufgrund der zunehmenden Erwärmung des Pazifiks gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die Todeszonen weiterwachsen.

Außerdem können die Messdaten dabei helfen, herauszufinden, wieso in einigen Meeresgebiete Todeszonen entstehen und in anderen nicht. „Es gibt noch einiges mehr, was wir mit dieser Datensammlung tun können, um besser zu verstehen, wie der Sauerstoffvorrat der Ozeane kontrolliert wird“, konstatiert Kwiecinski.

Global Biogeochemical Cycles, doi:  10.1029/2021GB007001

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