Ozean: Forscher vermessen „Todeszonen“ - Erster 3D-Atlas der größten Sauerstoff-Minimum-Zonen im Meer

Sauerstoff-Minimum-Zonen (Todeszonen) im Pazifik © Jarek Kwiecinski und Andrew Babbin, Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Sauerstoff-Minimum-Zonen (Todeszonen) im Pazifik
© Jarek Kwiecinski und Andrew Babbin, Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Unsichtbar, aber lebensfeindlich: Forscher haben erstmals die beiden größten „Todeszonen“ der Ozeane präzise und dreidimensional vermessen. Der neue Atlas zeigt die Ausdehnung, Tiefe und innere Struktur dieser sauerstoffarmen Gebiete und erlaubt so Rückschlüsse auf Ursachen und Entwicklung. Die beiden Sauerstoff-Minimum-Zonen umfassen 1,8 Millionen und 600.000 Kubikkilometer Meerwasser und reichen von der Westküste Mittel- und Südamerikas weit in den Pazifik hinaus.

Die Ozeane werden nicht nur wärmer und saurer, sie verlieren auch zusehends an Sauerstoff. Die durch den Klimawandel stärker werdende Schichtung des Meerwassers hemmt den Gasaustausch und lässt den Sauerstoff am Meeresgrund, aber auch in mittleren Wassertiefen immer knapper werden. Dadurch wachsen in fast allen Meeren die „Todeszonen“ – Gebiete, in denen das Wasser so sauerstoffarm ist, dass dort kaum mehr Leben existiert. Solche Zonen gibt es unter anderem im Schwarzen Meer, vor der US-Golfküste und auch in der Ostsee.

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O-Ton der Forschergruppe: "Sauerstoffmangelgebiete (Oxygen Deficient Zones, ODZ) sind wichtige biogeochemische Provinzen der Weltmeere, in denen die Konzentration an gelöstem Sauerstoff auf nanomolare Werte abfällt. Trotz ihrer Begrenztheit sind diese Regionen für die Rolle des Ozeans bei der Regulierung des Erdklimas durch die Wechselwirkungen zwischen dem marinen Stickstoffkreislauf und dem Kohlenstoffkreislauf unverhältnismäßig wichtig. Darüber hinaus wird sich die räumliche Ausdehnung der sauerstoffarmen Regionen des Ozeans infolge der Erwärmung des Ozeans, der zunehmenden Schichtung und der Veränderungen der Zirkulation und Produktivität voraussichtlich verändern. Die Ausdehnung der modernen sauerstoffarmen Zonen ist jedoch aufgrund des Mangels an direkten Probenahmen und der Fehler, die bei der Verarbeitung und Rasterung der spärlichen Messungen auftreten, nur unzureichend geklärt. Hier verfolgen wir einen neuartigen Ansatz, um die horizontale und vertikale Ausdehnung der beiden großen ODZ des östlichen tropischen Pazifiks zu kartieren, und zwar durch die Analyse von Elektrodensensoren mit metergenauer Auflösung, die sowohl von Schiffsabwürfen als auch von Argo-Profilen stammen, anstatt von diskretisierten Flaschenmessungen. Das daraus resultierende dreidimensionale Datenprodukt basiert auf einem Kompendium von fast 15 Millionen Messungen, die über drei Jahrzehnte hinweg durchgeführt wurden, und liefert die genauen Positionen des sauerstoffarmen Wassers, wodurch die dreidimensionalen Strukturen der ODZs aufgeklärt werden. Es kann von Forschern zur Validierung von Modellen, zur Planung von Kreuzfahrten und als Vergleich für künftige Veränderungen genutzt werden. Die mit diesem hochauflösenden Atlas durchgeführten Berechnungen liefern auch die Volumina, die Schichten mit maximaler Flächenausdehnung und andere beschreibende Statistiken für die beiden pazifischen ODZs. Schließlich zeigt der Atlas feinräumige Merkmale von Intrusionen sauerstoffhaltiger Wassermassen und regionale Unterschiede in diesen anoxischen Zonen auf." 

Quelle: A High-Resolution Atlas of the Eastern Tropical Pacific Oxygen Deficient Zones.