Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weitere Ursachen von Sauerstoffverlust der Ozeane identifiziert

11.06.2018

Messungen in den Ozeanen und Modellrechnungen zeigen gleichermaßen, dass der Sauerstoffgehalt der Ozeane abnimmt. Allerdings unterschätzen die Modelle diese Abnahme deutlich. Das macht Prognosen für die Zukunft schwierig. In einer Studie, die heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience erscheint, zeigen vier GEOMAR-Forscher die Lücken der Modelle auf und identifizieren weitere, bisher unterschätzte Ursachen des Sauerstoffverlustes.

Die Ozeane verlieren Sauerstoff. Zahlreiche Studien auf lokaler, regionaler und globaler Ebene belegen diesen Trend. So hat eine von Kieler Ozeanographen Anfang 2017 veröffentlichte umfangreiche Datenanalyse gezeigt, dass die Meere in den vergangenen 50 Jahren weltweit zwei Prozent ihres Sauerstoffgehalts eingebüßt haben.


Zahlreiche Faktoren - darunter die Temperatur des Oberflächenwasseers, Strömungen, Wirbel, biogeochemische Prozesse - beeinflussen die Menge des Sauerstoffs in den Ozeanen. Bisher können Modelle nicht alle Prozesse richtig abbilden und unterschätzen daher den Sauerstoffverlust der Meere.

Grafik: Rita Erven/GEOMAR


Messungen in den Ozeanen, hier mit einem Kranzwasserschöpfer, zeigen eine stärkere Abnahme des Sauerstoffgehalts als bisherige Modelle. Foto: Martina Lohmann/GEOMAR

Auch Computermodelle der Ozeane und des Erdsystems zeigen diesen Trend und prognostizieren eine Beschleunigung in der Zukunft. Dabei gibt es aber ein Problem. „Die uns zur Verfügung stehenden Modelle schaffen es nicht, die bisherige Entwicklung exakt nachzuvollziehen. Sie zeigen deutlich weniger Sauerstoffverlust als die tatsächlich gemessenen Werte“, sagt Prof. Dr. Andreas Oschlies vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.

Diese Diskrepanz macht die Prognosen für die Zukunft unsicher. In der internationalen Fachzeitschrift Nature Gesoscience veröffentlicht Professor Oschlies heute zusammen mit seinen Kollegen Prof. Dr. Peter Brandt, Dr. Lothar Stramma und Dr. Sunke Schmidtko vom GEOMAR eine Studie, die die Lücken der Modelle und damit gleichzeitig weitere, bisher unterschätzte Treiber des Sauerstoffverlustes aufzeigt.

„Der Vergleich mit unseren Beobachtungsdaten zeigt verschiedene Unzulänglichkeiten der Modelle und gibt uns Hinweise, in welche Richtungen wir unsere Forschungsanstrengungen konzentrieren müssen“, sagt Co-Autor Peter Brandt.

Gesichert ist, dass die globale Erwärmung Hauptursache für die Sauerstoffabnahme ist. Doch sie wirkt sich auf mehreren Wegen auf die Ozeane aus. So beeinflusst sie unter anderem die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser. Je wärmer das Wasser, desto weniger Gase kann es aufnehmen.

„Dieser Prozess betrifft vor allem die obersten Wasserschichten, die in direkterem Kontakt zur Atmosphäre stehen“, erklärt Dr. Schmidtko. Dieser Effekt könne bis zu 20 Prozent der bisherigen Sauerstoffabnahme erklären und sei in den Modellen auch schon gut nachvollziehbar, führt er weiter aus.

Die Erwärmung verändert aber auch Muster der globalen Ozeanzirkulation. Da das komplexe System von Oberflächen- und Tiefenströmungen die tieferen Bereiche der Meere mit Sauerstoff versorgt, könnten diese Veränderungen den Sauerstoffgehalt im gesamten Ozean beeinflussen. „Hier haben viele Modelle Probleme, weil Transportprozesse oft nicht gut genug aufgelöst oder fehlerhaft wiedergegeben werden“, sagt Co-Autor Dr. Lothar Stramma.

Auch die äußerst komplexen Wechselwirkungen zwischen biologischen, chemischen und physikalischen Prozessen im Ozean sind bisher nur unzureichend in den Modellen repräsentiert. „Uns fehlen in diesem Bereich oft einfach die Daten oder das Wissen über die vielen Faktoren, die bei der Reaktion des Ozeans auf die globale Erwärmung ineinander greifen“, betont Andreas Oschlies, der auf die Modellierung biogeochemischer Prozesse spezialisiert ist. „Unsere Studie zeigt, dass bisherige Modelle die Auswirkungen dieses Zusammenspiels zumindest auf die Sauerstoffverteilung deutlich unterschätzen.“

Um diese aufgezeigten Lücken zu schließen, plädieren die vier Autoren für eine intensivere und international koordinierte Ozeanbeobachtung. „Wir benötigen multidisziplinäre Prozessuntersuchungen, um das delikate Gleichgewicht von Sauerstoffversorgung und Sauerstoffverbrauch im Ozean besser zu verstehen“ betont Andreas Oschlies, „internationale Initiativen wie das Global Ocean Oxygen Network sind dabei hilfreich.“

Eine Verbesserung der Modelle in Bezug auf das Sauerstoff-Budget der Ozeane hätte nebenbei noch einen weiteren Vorteil: „Sauerstoff eignet sich hervorragend zur Eichung von Modellen, die die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean berechnen. Wir würden also gleichzeitig unser Wissen über den Kohlenstoffkreislauf verbessern“, sagt Oschlies.

Originalarbeit
Oschlies, A., P. Brandt, L. Stramma, S. Schmidtko (2018): Drivers and mechanisms of ocean deoxygenation. Nature Geoscience, http://dx.doi.org/10.1038/s41561-018-0152-2

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://www.sfb754.de Der Sonderforschungsbereich 754
https://www.ocean-oxygen.org/ Nachrichten-Seite des Global Ocean Oxygen Networks

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: GEOMAR Helmholtz-Zentrum Meere Oxygen Ozean Ozeane Ozeanforschung Sauerstoff globale Erwärmung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Gebirge in Bewegung
14.08.2018 | Technische Universität München

nachricht Künstliche Gletscher als Antwort auf den Klimawandel?
09.08.2018 | Universität Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Im Focus: Robots as 'pump attendants': TU Graz develops robot-controlled rapid charging system for e-vehicles

Researchers from TU Graz and their industry partners have unveiled a world first: the prototype of a robot-controlled, high-speed combined charging system (CCS) for electric vehicles that enables series charging of cars in various parking positions.

Global demand for electric vehicles is forecast to rise sharply: by 2025, the number of new vehicle registrations is expected to reach 25 million per year....

Im Focus: Der „TRiC” bei der Aktinfaltung

Damit Proteine ihre Aufgaben in Zellen wahrnehmen können, müssen sie richtig gefaltet sein. Molekulare Assistenten, sogenannte Chaperone, unterstützen Proteine dabei, sich in ihre funktionsfähige, dreidimensionale Struktur zu falten. Während die meisten Proteine sich bis zu einem bestimmten Grad ohne Hilfe falten können, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie nun gezeigt, dass Aktin komplett von den Chaperonen abhängig ist. Aktin ist das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen. Das Chaperon TRiC wendet einen bislang noch nicht beschriebenen Mechanismus für die Proteinfaltung an. Die Studie wurde im Fachfachjournal Cell publiziert.

Bei Aktin handelt es sich um das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen, das bei Prozessen wie Zellstabilisation, Zellteilung und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Alles zur Kryotechnik: HDT bietet Seminar zum „Kryostatbau“ in Karlsruhe an

15.08.2018 | Seminare Workshops

Brandschutz im Tanklager – Tagung in Essen

15.08.2018 | Seminare Workshops

Orientieren auf die Schnelle: Neue Erkenntnisse zur Wahrnehmungssteuerung im Gehirn

15.08.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics