Opwarmende oceanen zijn twee procent zuurstof verloren

Zuurstof is een essentiële voorwaarde voor (bijna alle) leven op het land, en hetzelfde gaat ook op voor bijna alle organismen in de oceanen. De opwarming van de aarde door het broeikaseffect bedreigt de voorraad aan zuurstof in de oceanen echter op twee manieren.

Zuurstof in de oceanen zit opgelost in het water, en warm oppervlaktewater kan minder zuurstof opnemen dan kouder water. Bovendien is warmer water minder dicht en dus lichter, en blijft het drijven op het koudere water uit de diepere delen. Daardoor mengt het zich moeilijker met dat koudere water, en wordt de zuurstof dus ook minder vermengd in en opgenomen door het diepere water.

Vele modellen voorspelden dan ook een vermindering van de hoeveelheid zuurstof in het zeewater door de opwarming van de aarde en nu is dat bevestigd door de eerste wereldwijde evaluatie van miljoenen zuurstofmetingen over de laatste halve eeuw.

Wetenschappers van het Geomar Helmholtz Centre for Ocean Research in Kiel analyseerden historische data die ze aanvulden met de laatste metingen van het zoutgehalte, de temperatuur, de diepte en het zuurstofgehalte, en brachten die in kaart over de hele wereld.

Uit hun analyse, die gepubliceerd is in het wetenschappelijke tijdschrift Nature,  blijkt dat het zuurstofgehalte wereldwijd gemiddeld met meer dan 2 procent is gedaald gedurende de laatste vijftig jaar. Met uitzondering van een paar regio's is het zuurstofgehalte overal gedaald en de daling is het sterkst in het noorden van de Stille Oceaan en het zuiden van de Atlantische Oceaan. 

Twee procent kan niet veel lijken maar het komt neer op 80 miljard ton zuurstof. Bovendien kan de daling grote gevolgen hebben voor zones in de oceaan waar nu al weinig zuurstof is, zoals de "oxygen minimum zones", een regio tussen 200 en 1.000 meter onder het oppervlak met bijzonder weinig zuurstof. In die zones kan de vermindering het zuurstofgehalte onder het minimum duwen dat nodig is voor marien leven.

"Aangezien grote vissen in het bijzonder gebieden met weinig zuurstof vermijden of er niet in kunnen overleven, kunnen de veranderingen verreikende biologische gevolgen hebben", zei doctor Sunke Schmidtko, de belangrijkste auteur van de studie.

"In tegenstelling tot een kleine daling in de atmosfeer, kan een daling in de oceanen verregaande gevolgen hebben vanwege de ongelijke verdeling", zei medeauteur Lothar Stramma. "Die kunnen in de eerste plaats vooral rampzalig zijn voor de visserij en kustgemeenschappen."

Verrassend is wel dat de auteurs slechts 15 procent van de daling toeschrijven aan het verminderde vermogen van warm water om zuurstof op te nemen. De rest is te wijten aan meer complexe processen, zoals het feit dat de nieuwe zuurstof niet tot op grote diepte in de oceaan circuleert.

Bovendien kan de combinatie van het lagere zuurstofgehalte met andere stressfactoren die geassocieerd worden met de opwarming van de aarde, namelijk warmer water en een toename van het koolstofdioxidegehalte, nog grotere negatieve gevolgen hebben op het leven in de oceanen.

Ook is het aantal "dode zones", gebieden met zo goed als geen zuurstof in ondiepe regio's, verviervoudigd in de laatste 50 jaar. Dode zones komen voor in ondiepe gebieden voor de kusten en ze ontstaan door een sterke toename van voedingsstoffen, vooral fosfor en stikstof, in het water. Die voedingsstoffen, meestal afkomstig van riolen of bemesting op het land, leiden tot een explosieve groei van algen, die op verschillende manieren zo goed als alle zuurstof uit het water halen. Daardoor is er geen leven meer mogelijk. Die zones zijn niet alleen rampzalig voor de visbestanden, maar stoten ook zwaveloxide uit, een krachtig broeikasgas.

Miljoenen dode sardines zijn aangespoeld op een strand in Chili als gevolg van een dode zone.

De oceanen worden op nog meer manieren beïnvloed door het klimaat. Zo leidt het krimpende ijs op de polen tot meer groei van plankton. Als dat plankton afsterft, leidt de ontbinding ervan tot een verdere daling van het zuurstofgehalte.

"Het is alsof de oceanen afstevenen op een hartaanval", zegt David Baker, oceanograaf aan University of Hong Kong. "Wat er in feite gebeurt, is dat de hartslag van de oceanen vertraagt, en dat er minder zuurstof richting de oceaan gaat."

"Er is een ruime overeenstemming doorheen de verschillende modellen dat we rond deze tijd scherpe dalingen van de opgeloste zuurstof zouden te zien krijgen", zei Matthew Long, een oceanograaf bij het National Center for Atmospheric Research aan Gizmodo. "Het is alarmerend dat we dit signaal nu duidelijk zien opduiken in de data van onze observaties. Aangezien de vermindering van de zuurstof in de oceanen nauw verbonden is met de opwarming van de aarde, zal het een krachtige actie vragen om de klimaatverandering te verminderen als we de trend van het verlies van zuurstof willen keren."

De ecosystemen in de zeeën komen voor op meer dan 70 procent van onze planeet en de zeeën leveren meer dan de helft van de zuurstof in de atmosfeer.