Sauerstofflosigkeit in Meeren eingegrenzt
Neue Forschungsergebnisse zeigen: Der Sauerstoffgehalt in früheren Ozeanen war gegenüber Klimaver?nderungen erstaunlich robust.
Die globale Erw?rmung – sowohl in ferner Vergangenheit als auch die gegenw?rtige – reduziert den Sauerstoffgehalt der Ozeane. Dafür gibt es mehrere Gründe: Je h?her die Temperatur des Meerwassers ist, desto weniger Sauerstoff ist darin l?sbar. Gleichzeitig ver?ndert die Erw?rmung die Ozeanzirkulation und die biologische Aktivit?t. Insbesondere in w?rmeren Klimazonen tragen Flüsse viele N?hrstoffe ins Meer, die das Wachstum von Plankton f?rdern. Wenn das Plankton stirbt, wird es von Mikroben abgebaut, die Sauerstoff verbrauchen und so anoxische Bedingungen im Ozean verursachen.
Um das Ausmass von sauerstofflosen Zonen in Ozeanen w?hrend einer Heisszeit vor 56 Millionen Jahren abzusch?tzen, untersuchte ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Federführung der ETH Zürich Sedimentbohrkerne aus verschiedenen Meeresregionen.
Dank diesen Untersuchungen k?nnen die Forschenden in einer neuen Studie nun aufzeigen, dass die sauerstofflosen Zonen des Meeresbodens kleiner waren als angenommen.
Die Studie legt nahe, dass eine Erw?rmung von 5°C im sogenannten Pal?oz?n-Eoz?n-Temperaturmaximum (PETM) zu sauerstofflosen Bedingungen auf dem Meeresboden führte, die sich auf maximal zwei Prozent des globalen Meeresbodens ausdehnten – also das Zehnfache der heutigen Fl?che der Sauerstofflosigkeit. In früheren Studien fanden Wissenschaftler auch Hinweise darauf, dass die Anoxie in einigen Teilen des Ozeans Meereslebewesen sch?digte oder gar zum Aussterben brachte.
?Dennoch ist die gute Nachricht unserer Studie, dass das Erdsystem vor 56 Millionen Jahren trotz ausgepr?gter Erw?rmung widerstandsf?hig gegenüber dem Sauerstoffverlust des Meeresbodens war?, sagt Hauptautor Matthew Clarkson von der ETH Zürich.
Heutige Rahmenbedingungen pessimistischer
Allerdings lassen sich die Ergebnisse nicht direkt auf die heutige Zeit übertragen. So enthielt die Atmosph?re im Pal?oz?n mehr Sauerstoff als heute. Dies machte eine Anoxie weniger wahrscheinlich. Auch liegt die aktuelle Rate der Kohlenstoffemissionen viel h?her als w?hrend des PETM. ?Nicht zuletzt bringt der Mensch durch Düngemittel und Verschmutzung mehr N?hrstoffe in die Ozeane ein. Das treibt den Sauerstoffverlust in den Meeren voran und beschleunigt die Umweltzerst?rung?, betont Marie-Curie-Stipendiat Clarkson.
Die H?nde in den Schoss legen kann die Menschheit dennoch nicht: ?Obwohl die Ozeane w?hrend des PETM widerstandsf?higer waren als wir erwartet h?tten, sollte uns nichts von der dringenden Notwendigkeit ablenken, die Emissionen zu reduzieren und die Klimakrise sofort anzugehen?, betont Mitautor Tim Lenton, Direktor des Global Systems Institutes an der Universit?t Exeter.
Uran-Isotopen als Datenlogger
Um den Sauerstoffgehalt des Ozeans w?hrend des PETM abzusch?tzen, analysierten die Forscher in Meeressedimenten die Zusammensetzung von Uran-Isotopen, die die Sauerstoffkonzentration widerspiegelt. Isotope sind verschiedene Typen desselben chemischen Elements. Sie sind unterschiedlich schwer, das sie im Atomkern zwar die gleiche Anzahl Protonen aber unterschiedlich viele Neutronen besitzen. Sauerstofflose Sedimente entfernen das schwerere Isotop aus dem Meerwasser. Leichtere Uranisotope verbleiben im Wasser. Dadurch entsteht eine typische Isotopensignatur, die sich in Kalkschalen, die für diese Studie untersucht wurden, niederschl?gt. Die Forschenden waren überrascht, dass sich diese Signatur w?hrend des PETM kaum ver?nderte. Dies erlaubte es ihnen, eine Obergrenze dafür zu bestimmen, wie stark sich der Sauerstoffgehalt des Ozeans ver?ndert haben k?nnte.
An der Studie beteiligt waren nebst der ETH Zürich auch Forschungsteams der Universit?ten Exeter, Cambridge, Cardiff und Royal Holloway.
Dieser Text beruht auf einem Artikel der Universit?t Exeter.
Literaturhinweis
Clarkson M, et al. Upper limits on the extent of seafloor anoxia during the PETM from uranium isotopes. Nature Communications, published online Jan 15th 2021. doi: externe Seitehttps://doi.org/10.1038/s41467-020-20486-5