Ozeanforschung

Sauerstoffarme Wirbel im Atlantik produzieren Treibhausgas

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Eein internationales Forscherteam auf dem Forschungsschiff Islandia untersuchte das Phänomen. Foto: B. Fiedler/Archiv

Die Existenz sauerstofffreier Wirbel im Atlantik war lange unbekannt. 2014 untersuchte ein internationales Forscherteam unter Kieler Federführung erstmals detailliert das Phänomen.

Kiel (dpa) - Extrem sauerstoffarme Wirbel im Atlantik produzieren ein starkes Treibhausgas. Aufgrund biochemischer Prozesse entstehen in Regionen mit sehr wenig Sauerstoff große Mengen des auch als Lachgas bekannten Treibhausgases Distickstoffmonoxid.

Das berichtet ein internationales Forscherteam unter Leitung des Exzellenzclusters Ozean der Zukunft und des Geomar Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel. Extreme Sauerstoffarmut entsteht im Atlantik in großen Ozeanwirbeln von bis zu 100 Kilometern Durchmesser, die von der westafrikanischen Küste westwärts durch den Ozean wandern, wie die Forscher im Fachjournal "Scientific Reports" schreiben.

Die extrem sauerstoffarmen Wirbel im Atlantik seien der Forschung bislang entgangen, da sie im Gegensatz zu den großen, stationären Sauerstoffminimumzonen nur sehr kleinräumig und zusätzlich räumlich sehr variabel sind, erklärte der Erstautor der Studie Damian Grundle vom Bermuda Institute of Ocean Sciences. "Solche Wirbel sind mit konventionellen Beobachtungsmethoden nur schwer zu erkennen, geschweige denn detailliert zu untersuchen." Im Jahr 2010 habe jedoch ein Wirbel eine vor der kapverdischen Insel São Vicente fest im Meer verankerte Beobachtungsstation gestreift und einen ersten Hinweis auf die Existenz dieser speziellen Wirbel gegeben. 2014 sei mit Hilfe eines Satelliten vor der Küste Mauretaniens ein potenzieller Ozeanwirbel entdeckt worden, der Richtung Kapverden wanderte. Kurz vor den Inseln konnten die Forscher mit Hilfe des kapverdischen Forschungsschiffes "Islandia" Proben aus seinem Zentrum entnehmen. Auch das zufällig vor den Inseln schwimmende deutsche Forschungsschiff "Meteor" wurde dazu genutzt.

Die so gewonnenen Daten und Wasserproben wurden anschließend physikalisch, biogeochemisch und biologisch ausgewertet. Danach gab es in 100 Metern Wassertiefe die höchsten Lachgaswerte, die jemals im offenen Atlantik gemessen worden waren. "Dies ist auf Prozesse zurückzuführen, die dem Ozean den Pflanzennährstoff Stickstoff entziehen können und dabei unter anderem Lachgas in großen Mengen produzieren", fasst Grundle - bis vor Kurzem noch Wissenschaftler am Geomar - die Erkenntnisse zusammen. "Wir müssen unser Verständnis der Stoffkreisläufe im Atlantik jetzt diesbezüglich anpassen", lautete sein Fazit.

Die sauerstoffarmen Wirbel entstehen nach Angaben von Geomar-Sprecher Jan Steffen auf natürliche Weise, wenn nährstoffreiches Tiefenwasser durch Meeresströmungen an der Küste Westafrikas in obere Wasserschichten gespült wird. Im Inneren der Wirbel sind viele Nährstoffe, so dass sich dort zahlreiche Lebewesen bilden. Sterben diese ab, wird viel Sauerstoff verbraucht. Da der Stoffaustausch zwischen dem Wirbelinneren und dem Umgebungswasser niedrig ist, kommt es zu nahezu sauerstofffreien Zonen im Wirbel.

Dieses Phänomen gebe es natürlicherweise an den Osträndern der Ozeane, etwa auch vor Chile und Peru, sagte Steffen. "Ob der Klimawandel einen Einfluss darauf hat, ist völlig unklar." Die sich in den Meeren ausbreitenden großen, stationären Sauerstoffminimumzonen werden dagegen durchaus mit dem Klimawandel in Zusammenhang gebracht.

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