De zuurstofconcentratie in het water op onze planeet neemt snel en drastisch af – van vijvers tot de oceaan. Het geleidelijke verlies van zuurstof bedreigt niet alleen ecosystemen, maar ook het levensonderhoud van grote delen van de samenleving en de hele planeet, aldus de auteurs van een internationale studie waaraan GEOMAR heeft meegewerkt en die vandaag is gepubliceerd in Nature Ecology & Evolution.
Ze pleiten ervoor dat het zuurstofverlies in waterlichamen wordt erkend als een nieuwe planetaire grens, om zo wereldwijde monitoring, onderzoek en politieke maatregelen te kunnen richten.
Zuurstof is een fundamentele voorwaarde voor leven op aarde. Het verlies van zuurstof in water, ook wel aquatische deoxygenatie genoemd, vormt een bedreiging voor het leven op alle niveaus. Het internationale onderzoeksteam beschrijft hoe de voortdurende deoxygenatie een grote bedreiging vormt voor het levensonderhoud van grote delen van de samenleving en voor de stabiliteit van het leven op onze planeet.
Eerder onderzoek heeft een reeks processen op wereldschaal geïdentificeerd, de zogenaamde planetaire grenzen, die de algehele leefbaarheid en stabiliteit van de planeet reguleren. Als kritieke drempels in deze processen worden overschreden, neemt het risico op grootschalige, abrupte of onomkeerbare milieuveranderingen ("kantelpunten") toe en komt de veerkracht van onze planeet, haar stabiliteit, in gevaar.
Tot de negen planetaire grenzen behoren klimaatverandering, veranderingen in landgebruik en verlies aan biodiversiteit. De auteurs van de nieuwe studie stellen dat zuurstofgebrek in water zowel een reactie is op als een regulerende factor vormt voor andere processen die verband houden met planetaire grenzen.
"Het is belangrijk dat zuurstofgebrek in water wordt toegevoegd aan de lijst met planetaire grenzen", aldus professor dr. Rose van het Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, New York, hoofdauteur van de publicatie. "Dit zal de wereldwijde monitoring, het onderzoek en de beleidsinspanningen ondersteunen en richten op het behoud van onze aquatische ecosystemen en daarmee de samenleving als geheel."
In alle aquatische ecosystemen, van beken en rivieren, meren, reservoirs en vijvers tot estuaria, kusten en de open oceaan, is de concentratie opgeloste zuurstof de afgelopen decennia snel en aanzienlijk afgenomen.
Meren en reservoirs hebben sinds 1980 respectievelijk 5,5% en 18,6% van hun zuurstofgehalte verloren. De oceaan heeft sinds 1960 een zuurstofverlies van ongeveer 2% geleden. Hoewel dit percentage klein lijkt, vertegenwoordigt het door het grote volume van de oceaan een aanzienlijke hoeveelheid verloren zuurstof.
Ook in mariene ecosystemen is er sprake van aanzienlijke variatie in zuurstoftekort. Zo is bijvoorbeeld in de wateren voor de kust van Centraal-Californië de afgelopen decennia 40% van de zuurstof verdwenen. De omvang van de aquatische ecosystemen die door zuurstoftekort worden getroffen, is voor alle soorten ecosystemen dramatisch toegenomen.
"De oorzaken van zuurstofverlies in het water zijn de opwarming van de aarde door de uitstoot van broeikasgassen en de aanvoer van voedingsstoffen als gevolg van landgebruik", aldus mede-auteur dr. Andreas Oschlies, hoogleraar mariene biogeochemische modellering aan het GEOMAR Helmholtz Centrum voor Oceaanonderzoek in Kiel.
“Als de watertemperatuur stijgt, neemt de oplosbaarheid van zuurstof in het water af. Bovendien versterkt de opwarming van de aarde de gelaagdheid van de waterkolom, omdat warmer, zoutarm water met een lagere dichtheid zich boven het koudere, zoutere diepwater bevindt.”
"Dit belemmert de uitwisseling tussen de zuurstofarme diepere lagen en het zuurstofrijke oppervlaktewater. Bovendien bevorderen de aanvoer van voedingsstoffen vanaf het land algenbloei, wat leidt tot een hoger zuurstofverbruik doordat meer organisch materiaal zinkt en door microben op grotere diepte wordt afgebroken."
Gebieden in de zee waar zo weinig zuurstof is dat vissen, mosselen of schaaldieren niet meer kunnen overleven, vormen niet alleen een bedreiging voor de organismen zelf, maar ook voor ecosysteemdiensten zoals visserij, aquacultuur, toerisme en culturele gebruiken.
Microbiotische processen in zuurstofarme gebieden produceren ook steeds vaker krachtige broeikasgassen zoals lachgas en methaan, wat kan leiden tot een verdere toename van de opwarming van de aarde en daarmee een belangrijke oorzaak is van zuurstoftekort.
De auteurs waarschuwen: We naderen kritieke drempels van zuurstofgebrek in het water, die uiteindelijk gevolgen zullen hebben voor diverse andere planetaire grenzen.
Professor dr. Rose stelt: "Opgeloste zuurstof reguleert de rol van zee- en zoetwater bij het moduleren van het klimaat op aarde. Het verbeteren van de zuurstofconcentraties hangt af van het aanpakken van de onderliggende oorzaken, waaronder klimaatverwarming en afvoer van water uit bebouwde gebieden."
"Als we de zuurstoftekorten in het water niet aanpakken, zal dat uiteindelijk niet alleen gevolgen hebben voor ecosystemen, maar ook voor de economie en de samenleving wereldwijd."
De trends in de afname van zuurstof in het water vormen een duidelijke waarschuwing en een oproep tot actie die veranderingen zouden moeten inspireren om deze planetaire grens te vertragen of zelfs te verzachten.
Waterkwaliteit opgeloste zuurstof sensor
Geplaatst op: 12 oktober 2024