Krisenalarm am Weltmeer: Sauerstoffmangel als neue globale Herausforderung?

Krisenalarm am Weltmeer: Sauerstoffmangel als neue globale Herausforderung?

Die Weltmeere stehen vor einer neuen, bisher unbekannten Bedrohung: dem Sauerstoffmangel. Laut aktuellen Forschungen sinken die Sauerstoffwerte in den Ozeanen rapide ab. Dieser Prozess hat bereits verheerende Auswirkungen auf die Meeresökologie und könnte langfristig sogar die Nahrungssicherheit der Menschheit gefährden. Der Klimawandel wird als Hauptursache für diesen Trend ausgemacht. Die Folgen sind dramatisch: viele Meeresbewohner, wie Fische und andere Meerestiere, sterben aufgrund des Sauerstoffmangels. Doch wie konnte es so weit kommen und was können wir tun, um diese Entwicklung zu stoppen?

Krisenalarm am Weltmeer: Sauerstoffmangel als neue globale Herausforderung?

Man stelle sich für einen Moment das beliebte Gesellschaftsspiel Jenga vor: Einem Turm aus geschichteten Holzklötzchen werden nach und nach einzelne Klötzchen entzogen, bis die Instabilität eine kritische Grenze überschreitet und der Turm in sich zusammenfällt – der Spieler, dem dies passiert, hat verloren. Es gibt nur zwei Zustände: Der Turm steht, oder er ist zerstört. Ganz oder gar nicht.

Der Prozess des Zusammenfallens geht rasant und ist, hat er einmal begonnen, unumkehrbar. In etwa so kann man sich das Prinzip der Kipp-Elemente für unser Klima vorstellen. Das sind die Prozesse, die Experten als besondere wichtige Stellschrauben für die Widerstandsfähigkeit unseres Planeten eingestuft haben. Werden hier gewisse Belastbarkeitsgrenzen überschritten, erhöht sich das Risiko für abrupte und möglicherweise irreversible Veränderungen unserer Umwelt (Kipp-Punkte). Solche Kipp-Elemente sind etwa die großen (schmelzenden) Eisschilde auf Grönland und in der Antarktis, der (abgeholzte) Amazonaswald oder (sterbende) Korallenriffe.

Sauerstoffmangel in den Gewässern: Eine neue planetare Belastbarkeitsgrenze?

Nun fordern Meeresforscher, ein weiteres Phänomen in die Liste dieser planetaren Grenzen aufzunehmen: den zunehmenden Sauerstoffmangel der Gewässer. Sie sehen diese empfindlichen aquatischen Ökosysteme, die ein essentieller Teil auch unserer Lebensgrundlage sind, zunehmend in Gefahr.

Anlass sind die aktuellen Ergebnisse einer internationalen Studie, an der auch Experten des Geomar-Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel beteiligt waren. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Ecology and Evolution“. Demnach hat der Sauerstoffgehalt in den Gewässern unserer Erde dramatisch abgenommen. Und zwar ganz gleich, ob man Teiche, Flüsse, Seen oder Ozeane betrachtet.

Aquatische Desoxygenierung: Ein Prozess mit dramatischen Folgen

Aquatische Desoxygenierung nennen Wissenschaftler diesen Prozess, der laut den Experten stetig fortschreite. „In allen aquatischen Ökosystemen, von Bächen und Flüssen über Teiche, Seen und Stauseen bis hin zu Küsten und dem offenen Ozean, ist die Sauerstoffsättigung in den vergangenen Jahrzehnten rapide und erheblich gesunken. Seen und Stauseen haben seit 1980 Sauerstoffverluste von 5,5 beziehungsweise 18,6 Prozent erlitten“ heißt es in der Mitteilung von Geomar.

Das mag für den Laien womöglich gar nicht so dramatisch klingen. Macht man sich aber die ökologischen Zusammenhänge klar, wird das Ausmaß möglicher Folgen deutlich: Können Fische, Muscheln oder Krebse wegen Sauerstoffmangels nicht mehr überleben, sind nicht nur diese Arten unmittelbar bedroht, sondern auch alle diejenigen, die von diesen Ökosystemen profitieren – also etwa Fischerei, Aquakultur oder auch Tourismus.

Gleichzeitig werden andere schädliche Entwicklungen weiter befördert. So erzeugen mikrobiotische Prozesse in sauerstoffarmen Regionen Treibhausgase wie Lachgas und Methan. Diese kurbeln wiederum die Erderwärmung – eine der Hauptursachen der Sauerstoffabnahme – weiter an.

Ein Teufelskreis: Überdüngung, Algenwachstum und Sauerstoffverlust

Doch nicht nur die globale Erwärmung, sondern auch Überdüngung als Folge einer intensiven und einseitigen Landnutzung befördert den Sauerstoffverlust. Ein Übermaß an zugeführten Nährstoffen fördert das Wachstum von Algen und Bakterien. So entsteht viel totes organisches Material, welches absinkt und in tieferen Schichten durch Mikroorganismen zersetzt wird. Durch diese Prozesse sinkt der Sauerstoffgehalt weiter.

Und auch steigende Wassertemperaturen verringern die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser. Salzarmes wärmeres Wasser legt sich dann auf darunterliegende kältere und salzhaltigere Schichten. Das wiederum blockiert den gesamten Austausch der sauerstoffarmen Tiefenschichten mit dem sauerstoffreicheren Oberflächenwasser.

Ein Aufruf zum Handeln: Sauerstoffverlust in die Liste der planetaren Belastbarkeitsgrenzen aufnehmen

Die Autoren der Studie fordern daher, den Verlust von Sauerstoff in Gewässern in die Liste der planetaren Belastbarkeitsgrenzen aufzunehmen. Definiert sind bis heute neun solcher planetaren Belastbarkeitsgrenzen, dazu gehören etwa der Klimawandel und der Verlust biologischer Vielfalt.

Die Autoren warnen in der Mitteilung des Geomar-Instituts: „Wir nähern uns kritischen Schwellenwerten des Sauerstoffverlusts in den Gewässern, die mehrere andere planetare Grenzen beeinflussen werden.“ Die Trends bei der Sauerstoffverarmung der Gewässer seien ein deutliches Warnsignal und ein „Aufruf zum Handeln“.

Eine Aufnahme in diese Liste der planetaren Grenzen bedeutet zwar nicht automatisch die Rettung für die bedrohten Gewässer. Aber es könnte den Blick schärfen für die Problematik und mögliche Lösungen, hoffen die Forscher. Es werde helfen, „globale Überwachungs-, Forschungs- und Politikbemühungen zu unterstützen und zu fokussieren, um unsere aquatischen Ökosysteme und damit auch die Gesellschaft insgesamt zu schützen“, so der Erstautor der Studie, Kevin Rose, Professor am Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, New York.