Schon kurzer Sauerstoffmangel hat langfristige Folgen für Ökosystem Meer

Schon ein kurzzeitiger Sauerstoffmangel am Meeresgrund kann die dort lebenden Organismen für Jahrzehnte beeinträchtigen. Das fanden Forscherinnen und Forscher bei Untersuchungen im Schwarzen Meer heraus. Die Erkenntnis ist umso wichtiger, als Sauerstoff in großen Teilen der Meere immer knapper wird. „Sauerstoffarme Zonen in den Ozeanen nehmen durch menschliche Nährstoffeinträge und Ozeanerwärmung immer weiter zu“, sagt Antje Boetius vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. „Deswegen ist es besonders wichtig, zu verstehen und zu messen, was Sauerstoffarmut für das Leben im Meer und die großen biogeochemischen Kreisläufe bedeutet.“

Foto von Forschern, die verstehen wollen, was Sauerstoffarmut für das Leben im Meer und für die großen biogeochemischen Kreisläufe bedeutet. — Das Schwarze Meer dient den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern als eine Art natürliches Labor, dort ist ein Teil des Meeresbodens sauerstoffarm. ©Eawag/Ryan North

Vom Sauerstoffgehalt im Meeresboden hängt ab, welche Organismen dort leben und wie aktiv sie sind. Ist der Sauerstoff knapp, wird deutlich weniger organisches Material abgebaut und deutlich mehr vergraben. Und was einmal vergraben ist, bleibt auch lange im Untergrund. „Um die Hälfte mehr Material verbleibt im Boden, wenn der Sauerstoff im Bodenwasser immer mal wieder knapp wird“, erklärt Gerdhard Jessen vom MPI, Erstautor der aktuellen Studie, an der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehreren Ländern beteiligt waren.

Foto der Probenentnahme am Boden des Schwarzen Meeres, um den Sauerstoffgehalt zu messen. — Mit Hilfe des Tauchboots JAGO entnahmen die Forscher Proben am Boden des Schwarzen Meeres. Sauerstoff dringt nur bis knapp unter die Oberfläche ein, die schwarzen und grauen Schichten sind sauerstofffrei. ©GEOMAR Kiel

Was dies bedeutet, erläutert Boetius, Leiterin der Studie: Der Sauerstoff ist vor allem für große Tiere wie Würmer oder Muscheln von Bedeutung. Auf der Suche nach Nahrung und beim Anlegen von Wohnbauten durchwühlen sie das Sediment und mischen dabei auch Nahrung und Sauerstoff für kleinere Organismen unter. Bei Sauerstoffmangel jedoch verschwinden die großen Tiere. „Die im Meeresboden lebenden Bakterien sind dann quasi allein für die Umsetzung des organischen Materials, die Remineralisierung, verantwortlich“, so Boetius. Sie seien dabei aber sehr langsam. Hinzu komme, dass anaerobe Mikroorganismen, die ohne Sauerstoff zum Beispiel durch Fermentation oder Sulfatreduktion ihre Energie gewinnen, giftigen Schwefelwasserstoff produzierten, der den Abbau weiter verlangsame.

Nicht ohne Grund reisten die Forscherinnen und Forscher für ihre Studie zum Schwarzen Meer: Dort gibt es durch eine besonders stabile Schichtung des Meeres eine natürliche Abnahme des Sauerstoffs im Bodenwasser. Es diente also als eine Art natürliches Labor. „Vom Schwarzen Meer können wir viel lernen“, betont Boetius, „denn dort kann man die Auswirkungen von Sauerstoffmangel auf das Ökosystem Meer und seine Bedeutung auch für uns Menschen besonders gut erforschen.“

14.02.2017