10.000-fache Lachgasmenge aus sauerstoffarmen Zonen in Küstengewässern Ozean: „Tote Zonen“ verstärken Klimawandel - scinexx | Das Wissensmagazin
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10.000-fache Lachgasmenge aus sauerstoffarmen Zonen in Küstengewässern

Ozean: „Tote Zonen“ verstärken Klimawandel

Zonen der Sauerstoffarmut an der amerikanischen Küste. Sie tritt oft in der Folge von sommerlichen Planktonblüten, hier rot, auf. © NASA/SVS/GSFC

Flache Küstengewässer geben bei Sauerstoffmangel 10.000 Mal mehr von dem starken Treibhausgas Lachgas ab als normalerweise für Meerwasser üblich. Das berichten Wissenschaftler jetzt in „Science“. Da sich diese „toten Zonen“ durch Erwärmung und Überdüngung ausdehnen, könnten sie den Klimawandel signifikant anheizen.

Lachgas, chemisch Distickstoffmonoxid (N2O), ist ein extrem starkes Treibhausgas und ein Schlüsselfaktor im stratosphärischen Ozonabbau. Noch allerdings ist sein Gehalt in der Atmosphäre verschwindend gering. Das aber könnte sich ändern. Denn die Freisetzung des vor allem in nährstoffreichen, sauerstoffarmen Böden und Gewässern von Bakterien gebildeten Gases steigt. Jetzt haben amerikanische Forscher herausgefunden, dass auch die so genannten „toten Zonen“ im Ozean für die Lachgasfreisetzung eine Schlüsselrolle spielen.

Die „toten Zonen“ sind Bereiche des Meeresbodens und tieferer Wasserschichten, in denen der Sauerstoffgehalt des Wassers extrem niedrig ist oder die sogar sauerstofffrei – anoxisch – sind. Solche Gebiete haben sich in den letzten Jahren auch in einigen Küstengebieten der Meere ausgebereitet, als Folge von Überdüngung und Erwärmung des Meerwassers. Lou Codispoti vom Center for Environmental Science der Universität von Maryland und seine Kollegen haben nun die Mechanismen der Lachgasproduktion in diesen Gewässern untersucht.

Küstengebiete mit 10.000-fachem Lachgasaustoß

Sie stellten fest, dass die N2O-Produktion besonders hoch ist, wenn die toten Zonen in flachen Küstengewässern von weniger als 90 Metern Tiefe liegen. Denn hier, im sonnendurchfluteten, aber trotzdem sauerstoffarmen Wasser, sind die Produktionsraten der Stickstoffbakterien besonders hoch. Angetrieben durch reichlich Nährstoffe liefert hier das Phytoplankton besonders viel organisches Material, von dessen Abbau die Stickstoffbakterien zehren. Bis auf das 10.000-fache der Durchschnittsabgabe des offenen Ozeans können die N2O-Produktionsraten in diesen Gegenden klettern. Angesichts der starken Treibhauswirkung des Gases keine gute Aussicht für das Klima.

Starker Treibhausgas-Anstieg möglich

„In dem Maße, wie das Volumen der hypoxischen Gewässer sich entlang unserer Küsten ausdehnt und sich in Richtung der Meeresoberfläche bewegt, in dem Maße steigt auch ihre Produktion des Stickoxid-Treibhausgasen“, erklärt Codispoti. „Die sauerstoffarmen Meeresgebiete erzeugen zurzeit rund die Hälfte der gesamten Stickoxid-Abgabe der Ozeane. Wenn diese Zonen sich weiter ausdehnen, werden wir einen signifikanten Anstieg der atmosphärischen Konzentrationen sehen.“

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Die Zukunft der marinen Lachgasproduktion, aber auch des Klimas und der Ozonschicht, könnten daher entscheidend davon abhängen, wie sich die bisher rund zehn Prozent des Wasservolumens entwickeln, die sauerstoffarm oder sauerstofffrei sind. „Lachgasdaten aus vielen Küstengebieten mit sauerstoffarmem Wasser, sind bisher dünn gesät“, so Codispoti. „Wir sollten daher unsere Beobachtungen des Zusammenhangs zwischen niedrigen Sauerstoffkonzentrationen und Lachgas in Küstengewässern weiter intensivieren.“

(University of Maryland Center for Environmental Science, 15.03.2010 – NPO)

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