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Klimawandel Fische in Atemnot

Weil sich die Meere erwärmen, gibt es im Wasser immer weniger Sauerstoff. Eine Studie des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie stimmt pessimistisch.

Various Fishes Swimming By Coral In Sea
In den Ozeanen gibt es mittlerweile viele Zonen mit nur wenig Sauerstoff , Getty Foto: Getty Images

Fische in 240 Meter Tiefe? Als die Kamera der Unterwassersonde im April 2015 östlich der schwedischen Insel Gotland auf dem Grund der Ostsee plötzlich Sprotten und Dorsche aufnimmt, ist das eine kleine Sensation auf dem Forschungsschiff des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW).

„Normalerweise ist dort überhaupt kein Sauerstoff im Tiefenwasser“, erklärt Michael Naumann, der auf dem Schiff dabei war und am IOW die Umweltüberwachung und Langzeitdaten koordiniert. Im April 2015 stellten die Forscher aber immerhin zwischen 2,5 und 3 Milliliter pro Liter fest. Ab zwei Millilitern können Tiere überleben – auch Fische und andere Wassertiere brauchen Sauerstoff zum Atmen.

In der Ostsee sind Zonen mit weniger Sauerstoff, sogenannte suboxische Zonen, weit verbreitet. Etwa 60- bis 70.000 Quadratkilometer der Ostsee haben in der Tiefe einen Sauerstoffgehalt von unter zwei Millilitern. Der Grund: Der Nachschub an Frischwasser aus den Ozeanen ist dürftig, denn die Ostsee ist nur über eine schmale Meeresstraße mit der Nordsee verbunden. 

Das Salzwasser aus der Nordsee ist wie ein Taxiunternehmen für den Sauerstoff“, sagt Naumann. Weil es schwerer als das Brackwasser der Ostsee ist, sinkt es nach unten und nimmt den Sauerstoff mit. In die Ostsee aber münden viele Flüsse, deshalb ist das Oberflächenwasser dort nicht sehr salzig. Die Folge: Oberflächen- und Tiefenwasser mischen sich kaum und in Tiefen unterhalb von 60 Metern kommt kaum Sauerstoff aus der Atmosphäre an.

Die Nordsee fungiert wie ein Beatmungsgerät für die Ostsee. Salzwasser kann aber nur aus der Nord- in die Ostsee fließen, wenn langanhaltender Westwind herrscht, der das Wasser in die Ostsee drückt. In größerem Ausmaß passierte das zuletzt in den Jahren 1993, 2003 und 2014. Ein Teil des Sauerstoffproblems der Ostsee ist ganz natürlich.

Das Sauerstoffproblem der Ostsee

Doch der Mensch verstärkt diesen Prozess: Dadurch, dass die Flüsse überschüssigen Dünger aus der Landwirtschaft in die Ostsee spülen, wachsen im Oberflächenwasser mehr Algen. Wenn sie absterben und in die Tiefe sinken, werden sie dort von Bakterien zersetzt. Die brauchen dabei allerdings viel Sauerstoff – und so entstehen Zonen mit wenig oder keinem Sauerstoff.

Dieses Phänomen gibt es sowohl in Randmeeren wie der Ostsee als auch in Küstennähe in den Ozeanen. Bis in die Tiefsee schafft es der Dünger aber nicht – er wird vorher abgebaut. Trotzdem sind Fische dort bedroht: Auch in den Weltmeeren gibt es Zonen, wo natürlicherweise kaum Sauerstoff im Wasser ist. Vor allem dort, wo es einen starken Sauerstoff-Verbrauch gibt und wenig sauerstoffreiches Wasser antransportiert wird. Etwa im Arabischen Meer und im Golf von Bengalen.

Computermodelle sagen vorher, dass sich solche Zonen immer weiter ausbreiten– und zwar wegen des Klimawandels. Eine Studie des Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel hat das nun bestätigt. Die Forscher konnten nachweisen, dass der Sauerstoffgehalt in den Weltmeeren seit dem Jahr 1960 um zwei Prozent abgenommen hat. Für ihre Studie, die in der Fachzeitschrift Nature erschienen ist, nutzten sie alle weltweit vorhandenen Sauerstoffdaten.

Ein Grund: Durch den Temperaturanstieg in der Atmosphäre heizt sich auch das Oberflächenwasser der Meere auf. Dadurch kann sich nicht mehr so viel Sauerstoff im Wasser lösen. „Wir konnten nachweisen, dass 15 Prozent der Sauerstoff-Abnahme auf diesen Effekt zurückzuführen ist“, sagt Sunke Schmidtko, Hauptautor der Studie. „Bis in tausend Meter Tiefe waren es sogar über 50 Prozent.“

In noch größeren Tiefen spielen hingegen andere Effekte eine Rolle: Wenn das Meerwasser wärmer ist, wird der Ozean nicht mehr so gut durchmischt – vor allem sauerstoffreiche Tiefenströmungen nehmen ab. „Wir gehen davon aus, dass ein Teil der Sauerstoff-Abnahme auf die Abnahme dieses Transports zurückzuführen ist“, erklärt Schmidtko. Im Atlantik und Pazifik gibt es deshalb immer mehr Zonen mit wenig oder keinem Sauerstoff. Darunter leiden vor allem die Fische, die dort nicht leben können. Noch empfindlicher sind Muscheln.

Eine aktuelle Studie des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie stimmt noch pessimistischer. Denn wenn das Wasser über dem Meeresboden einmal sauerstofffrei war, erholt sich der Boden erst nach Jahrzehnten. „Es reicht, wenn alle zwei bis drei Tage sauerstofffreies Wasser über den Ozeanboden wischt, damit es keine Tiere mehr gibt“, erklärt Antje Boetius, Leiterin der Studie. Dadurch sei die betroffene Fläche viel größer als die anoxischen Zonen allein. Dass wenig Sauerstoff im bodennahen Wasser ist, kann also auch ernsthafte Folgen für die Fischerei haben. „Die Tiere, die auf dem Meeresboden leben, verschwinden“, so Boetius. „Die sind aber Nahrung für die Fische. Also verschwinden auch die Fische.“

Hinzu kommt ein weiteres Problem: Bakterien, die ohne Sauerstoff leben, produzieren Lachgas. Dadurch wird der Klimawandel weiter angeheizt. Und die zwei Prozent Sauerstoff-Abnahme in den Ozeanen sind nicht das Ende: Modelle sagen bis zum Jahr 2100 eine Abnahme der Sauerstoff-Konzentration in den Ozeanen um sieben Prozent vorher.

Auch den Fischen, die die Forscher vor knapp einem Jahr am Meeresgrund vor Gotland entdeckt haben, dürfte es nicht gut ergangen sein. Lange überlebt haben dürften sie dort wohl nicht – denn der Sauerstoffgehalt nahm nach der Sauerstoffdusche im Jahr 2014 wieder ab.

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