Wenn der Sauerstoff in den Ozeanen weniger wird, sind zuerst die Athleten unter den Fischen wie dieser Marlin betroffen. Letztendlich könnten sich aber ganze Ökosysteme verändern. Foto: WIDTTF, CC BY-SA 2.0

Wenn der Sauerstoff in den Ozeanen weniger wird, sind zuerst die Athleten unter den Fischen wie dieser Marlin betroffen. Letztendlich könnten sich aber ganze Ökosysteme verändern. Foto: WIDTTF, CC BY-SA 2.0

Im Hafen von Valparaiso wird die METEOR mit der wissenschaftlichen Ausrüstung beladen. Foto: Martin Visbeck, GEOMAR

Im Hafen von Valparaiso wird die METEOR mit der wissenschaftlichen Ausrüstung beladen. Foto: Martin Visbeck, GEOMAR

Die drei Autoren der in Nature ver­öffentlichten Studie zum globalen Sauerstoffverlust in den Ozeanen: Dr. Lothar Stramma, Dr. Sunke Schmidtko und Professor Martin Visbeck. Foto: Jan Steffen, GEOMAR

Die drei Autoren der in Nature ver­öffentlichten Studie zum globalen Sauerstoffverlust in den Ozeanen: Dr. Lothar Stramma, Dr. Sunke Schmidtko und Professor Martin Visbeck. Foto: Jan Steffen, GEOMAR

Veränderungen des in der Wassersäule gelösten Sauerstoffs während der vergangenen 50 Jahre in Prozent. Grafik: GEOMAR

Veränderungen des in der Wassersäule gelösten Sauerstoffs während der vergangenen 50 Jahre in Prozent. Grafik: GEOMAR

Ende Februar wurden die KOSMOS-Mesokosmen für das Experiment im Rahmen des SFB 754 vor der peruanischen Hafenstadt Callao ausgesetzt. Foto: Ulf Riebesell, GEOMAR

Ende Februar wurden die KOSMOS-Mesokosmen für das Experiment im Rahmen des SFB 754 vor der peruanischen Hafenstadt Callao ausgesetzt. Foto: Ulf Riebesell, GEOMAR

Weniger Sauerstoff in allen Meeren

SFB 754 startet umfangreiche Messkampagne im Südostpazifik

Anfang März begann für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Kieler Sonderforschungsbereiches (SFB) 754 ein wahrer Expeditions-Marathon im Südostpazifik. Dort wollen sie untersuchen, wie sich die Sauerstoffminimumzone vor der Küste Perus vor dem Hintergrund des globalen Wandels entwickelt. Welche Auswirkungen haben Veränderungen auf klimatisch wichtige Prozesse wie den Kohlenstoffkreislauf oder biologisch entscheidende Vorgänge wie die Nährstoffversorgung des Ozeans?

Gleich vier Ausfahrten mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR im Südostpazifik und ein Langzeitexperiment mit den Kieler KOSMOS-Mesokosmen stehen in den kommenden vier Monaten auf dem Programm. „Der Sonderforschungsbereich ist mittlerweile in seiner abschließenden Synthesephase. Mit den Expeditionen und den Mesokosmen-Experimenten wollen wir einerseits Untersuchungen fortsetzen, die wir in den vergangenen Jahren begonnen haben, und andererseits Fragen nachgehen, die sich während unserer Arbeiten neu ergeben haben“, erklärt SFB-Sprecher Prof. Dr. Andreas Oschlies vom GEOMAR.


Die erste der vier Fahrten begann am 2. März in Valparaiso (Chile). Fahrtleiter ist Professor Martin Visbeck, mit an Bord sind auch Dr. Sunke Schmidtko und Dr. Lothar Stramma. Die drei hatten im Februar in der Fachzeitschrift Nature eine Studie zum globalen Sauerstoffbudget des Ozeans veröffentlicht. „Bei der Auswertung aller zur Verfügung stehenden Sauerstoffdaten aus den Ozeanen haben wir herausgefunden, dass die Meere in den vergangenen 50 Jahren zwei Prozent ihres Sauerstoffs eingebüßt haben“, erklärt Dr. Schmidtko, Erstautor der Nature-Studie.
Da Sauerstoff in den Meeren viel ungleichmäßiger verteilt ist als in der Atmosphäre, betrifft dieser Verlust einige Gebiete besonders stark – darunter auch die schon natürlich sauerstoffarmen Gebiete an den östlichen Rändern der tropischen Ozeane. „Die aktuellen Ausfahrten werden neue Daten liefern, um die regionalen Auswirkungen des von uns nachgewiesenen generellen Sauerstoffverlusts besser einschätzen zu können“, sagt Professor Visbeck.

Vier Expeditionen und ein Experiment im Zeichen des Sauerstoffs

Ein Schwerpunkt der ersten Expedition (M135) bildet die Vermessung eines im Oktober 2015 ausgebrachten ungiftigen Spurenstoffes. Mit seiner Hilfe können die Forscherinnen und Forscher nachvollziehen, wie Wassermassen, die im Austausch mit den Meeresboden waren, sich mit der SMZ vermischen. So wollen sie letztendlich die Transportwege von Sauerstoff, Nährstoffen und anderen chemischen Substanzen im Wasser besser verstehen. Zusätzlich wird das Team der Fahrt M135 Sedimentkernproben in Wassertiefen von 200 bis 1.500 Metern nehmen. Sie ermöglichen einen Blick in die Vergangenheit des Sauerstoffgehalts, um daraus Hinweise auf die zukünftige Entwicklung der Sauerstoffabnahme zu erlangen.

Während der zweiten Expedition im April (M136) und der dritten im Mai (M137) werden die Gewässer vor der peruanischen Hafenstadt Callao untersucht. Im Bereich des flachen Schelfs und des Abhangs Richtung Tiefsee werden die Arbeitsgruppen von der METEOR aus und mit mehreren autonomen Systemen den Austausch von Sauerstoff, Nährstoffen und anderen Spurenstoffen zwischen der Wassersäule und dem Meeresboden detailliert analysieren. Erstmals sollen Unterwasser-Experimente zum besseren Verständnis des Meeresbodenökosystems bei verschiedenen Sauerstoffgehalten durchgeführt werden.

Die vierte Ausfahrt im Juni 2017 (M138) führt schließlich von Callao nach Balboa am Panamakanal. Auf diesem Abschnitt werden die Forschenden hydrographische, chemische und biologische Vermessungen wiederholen, die sie ähnlich bereits auf früheren Reisen durchgeführt haben. So erhält die Wissenschaft eine Übersicht über Veränderungen, die mit einzelnen Messungen nicht erfasst werden könnten.
Parallel zu den Ausfahrten findet vor Callao ein Langzeitexperiment mit den Kieler KOSMOS-Mesokosmen statt. Die Studie untersucht, wie das marine Ökosystem auf die sich verändernde Intensität der Sauerstoffminimumzone vor der Küste von Peru reagiert.

Zusammen mit den vier aufeinander folgenden Expeditionen bietet sich wissenschaftlich eine große Chance. „Nur durch die Kombination der unterschiedlichsten Messergebnisse ist es möglich, die Zusammenhänge bei der Sauerstoffabnahme im Ozean und deren Auswirkung auf die Lebensgemeinschaften im Meer, die chemischen Veränderungen sowie die Auswirkungen für die Küstenländer zu verstehen“, betont Dr. Stramma, der die Expeditionen des SFB koordiniert.

 

Hintergrundinformationen: SFB754

Der Sonderforschungsbereich 754 (SFB 754) „Klima und Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ wurde im Januar 2008 als Kooperation der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), des GEOMAR und des Max-Planck-Instituts Bremen eingerichtet. Der SFB 754 erforscht die Änderungen des ozeanischen Sauerstoffgehalts, deren mögliche Auswirkung auf die Sauerstoffminimumzonen und die Folgen auf das globale Wechselspiel von Klima und Biogeochemie des tropischen Ozeans. Der SFB 754 wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und befindet sich in seiner dritten Phase (2016-2019).

Wenn der Sauerstoff in den Ozeanen weniger wird, sind zuerst die Athleten unter den Fischen wie dieser Marlin betroffen. Letztendlich könnten sich aber ganze Ökosysteme verändern. Foto: WIDTTF, CC BY-SA 2.0

Wenn der Sauerstoff in den Ozeanen weniger wird, sind zuerst die Athleten unter den Fischen wie dieser Marlin betroffen. Letztendlich könnten sich aber ganze Ökosysteme verändern. Foto: WIDTTF, CC BY-SA 2.0

Im Hafen von Valparaiso wird die METEOR mit der wissenschaftlichen Ausrüstung beladen. Foto: Martin Visbeck, GEOMAR

Im Hafen von Valparaiso wird die METEOR mit der wissenschaftlichen Ausrüstung beladen. Foto: Martin Visbeck, GEOMAR

Die drei Autoren der in Nature ver­öffentlichten Studie zum globalen Sauerstoffverlust in den Ozeanen: Dr. Lothar Stramma, Dr. Sunke Schmidtko und Professor Martin Visbeck. Foto: Jan Steffen, GEOMAR

Die drei Autoren der in Nature ver­öffentlichten Studie zum globalen Sauerstoffverlust in den Ozeanen: Dr. Lothar Stramma, Dr. Sunke Schmidtko und Professor Martin Visbeck. Foto: Jan Steffen, GEOMAR

Veränderungen des in der Wassersäule gelösten Sauerstoffs während der vergangenen 50 Jahre in Prozent. Grafik: GEOMAR

Veränderungen des in der Wassersäule gelösten Sauerstoffs während der vergangenen 50 Jahre in Prozent. Grafik: GEOMAR

Ende Februar wurden die KOSMOS-Mesokosmen für das Experiment im Rahmen des SFB 754 vor der peruanischen Hafenstadt Callao ausgesetzt. Foto: Ulf Riebesell, GEOMAR

Ende Februar wurden die KOSMOS-Mesokosmen für das Experiment im Rahmen des SFB 754 vor der peruanischen Hafenstadt Callao ausgesetzt. Foto: Ulf Riebesell, GEOMAR