Für den Menschen gibt es nichts Grundlegenderes als die Verfügbarkeit von Sauerstoff. Wir denken wenig über den Sauerstoff nach, den wir brauchen, wir atmen nur, aber woher kommt er?

Um dies zu beleuchten, sind Aussagen wie „Der Ozean liefert 50% des Sauerstoffs, den wir atmen“ oder „Jeder zweite Atemzug, den wir atmen, kommt aus dem Ozean“ zu gängigen Mantras geworden, um die Abhängigkeit des Menschen vom Ozean und das Risiko einer geringeren Sauerstoffversorgung durch Klimawandel und Umweltzerstörung hervorzuheben.

Diese Mantras werden von hochrangigen Politikern wiederholt, darunter der US-Klimabeauftragte John Kerry und der französische Präsident Emmanuel Macron, internationale Organisationen wie die Unesco und die Europäische Kommission und sogar prominente Berichte des IPCC und anderer renommierter wissenschaftlicher Institutionen.

Während sie gutes Futter für Reden sein mögen, stellen diese Behauptungen falsch dar, woher der Sauerstoff, den wir atmen, tatsächlich kommt, und täuschen damit die Öffentlichkeit darüber vor, warum wir unsere Rolle als Meeresschützer verstärken sollten.

Woher bekommen wir unseren Sauerstoff?

Die Erdatmosphäre war nicht immer so sauerstoffreich wie heute. Die Atmosphäre besteht heute zu 21% aus Sauerstoff, machte aber in den ersten 2 Milliarden Jahren der Erdgeschichte nur 0,001% des heutigen Niveaus aus.

Es ist das Aufkommen mikroskopisch kleiner Meeresbakterien und Pflanzen (Phytoplankton) und später größerer Pflanzen an Land, die den erstaunlichen Anstieg des Sauerstoffs in unserer Atmosphäre verursacht haben. Dieser Sauerstoff stammt aus der Photosynthese – dem Prozess, bei dem Pflanzen Kohlendioxid und Wasser in organische Substanz und Sauerstoff umwandeln.

Sauerstoff war in den letzten 500 Millionen Jahren auf hohem Niveau relativ stabil. Heute findet etwa die Hälfte der Photosynthese im Ozean und die Hälfte an Land statt.

Also ja, der Ozean ist für etwa 50% des auf dem Planeten produzierten Sauerstoffs verantwortlich. Aber es ist nicht verantwortlich für 50% der Luft, die wir Menschen atmen. Der größte Teil des vom Ozean produzierten Sauerstoffs wird direkt von den dort lebenden Mikroben und Tieren verbraucht oder wenn pflanzliche und tierische Produkte auf den Meeresboden fallen. Eigentlich, Die Nettoproduktion von Sauerstoff im Ozean liegt nahe bei 0.

Ein winziger Bruchteil der Primärproduktion, etwa 0,1%, entgeht dem Abbau und wird als organischer Kohlenstoff in marinen Sedimenten gespeichert – ein Prozess, der als biologische Kohlenstoffpumpe bezeichnet wird. Dieser organische Kohlenstoff kann schließlich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas werden. Die winzige Menge an Sauerstoff, die zur Erzeugung dieses Kohlenstoffspeichers erzeugt wurde, kann später an die Atmosphäre abgegeben werden. Ein ähnlicher Prozess findet auch an Land statt, wobei etwas Kohlenstoff in Böden gespeichert ist.

Daher stammt der Sauerstoff, den wir derzeit atmen, aus der langsamen Ansammlung von O₂ in der Atmosphäre, die durch die Vergrabung organischer Substanz über sehr lange Zeiträume – Hunderte von Millionen von Jahren – unterstützt wird, und nicht aus der zeitgenössischen Produktion durch die Biosphäre des Landes oder des Ozeans.

Fossile Brennstoffe und die Luft, die wir atmen

Wie sieht es mit zukünftigen Trends des Luftsauerstoffs aus? Bereits 1970 erkannte der bekannte Geochemiker Wally S. Broecker, dass wir, wenn wir alle bekannten fossilen Brennstoffreserven verbrennen würden, weniger als 3% unseres Sauerstoffreservoirs verbrauchen würden.

Wenn wir alle Wälder fällen oder verbrennen und den gesamten organischen Kohlenstoff, der in Vegetation und Topböden weltweit gespeichert ist, oxidieren würden, würde dies nur zu einer geringen Erschöpfung des Luftsauerstoffs führen. Wenn die Photosynthese im Ozean und an Land aufhören würde, Sauerstoff zu produzieren, könnten wir Jahrtausende lang weiter atmen, obwohl wir sicherlich andere Probleme hätten.

Der prognostizierte Rückgang des Luftsauerstoffs wird selbst im schlimmsten Fall mit massiver Verbrennung fossiler Brennstoffe und Entwaldung im Verhältnis zum sehr großen atmosphärischen Reservoir sehr gering sein. Modelle zeigen, dass der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre in den nächsten 100.000 Jahren als Reaktion auf den Einsatz fossiler Brennstoffe eine winzige Veränderung erfahren wird. Während es also in unserer Klimazukunft viele Dinge zu befürchten gibt, gehört die Verfügbarkeit von Sauerstoff für luftatmende Organismen (einschließlich Menschen) nicht dazu.

Sauerstoffrückgang im Ozean

Es gibt jedoch erhebliche Bedenken hinsichtlich des Sauerstoffgehalts im Ozean. Das O₂-Reservoir des Ozeans ist anfällig, da es weniger als 1% des in der Atmosphäre gespeicherten Sauerstoffs enthält. Insbesondere Ozeanregionen mit sehr niedrigem oder fehlendem Sauerstoff, die als Sauerstoffminimumzonen bezeichnet werden, dehnen sich mit der Erwärmung des Planeten aus und machen neue Regionen für atmende Organismen wie Fische bewohnbar.

Der offene Ozean verlor von 1970 bis 2010 0,5 bis 3,3% seines Sauerstoffvorrats in den oberen 1000 Metern, und das Volumen der Sauerstoffminimumzonen hat um 3-8% zugenommen.

Dieser Sauerstoffverlust ist in erster Linie auf die zunehmende Ozeanschichtung zurückzuführen. Bei diesem Prozess ist die Vermischung des Oberflächenozeans, der wärmer und leichter wird, mit den tieferen und dichteren Ozeanschichten weniger effizient, was das Eindringen von Sauerstoff einschränkt. Die Aktivität von Enzymen, einschließlich derjenigen, die an der Atmung beteiligt sind, nimmt im Allgemeinen ebenfalls mit der Temperatur zu. Der Sauerstoffverbrauch von Meerestieren steigt also mit der Erwärmung des Ozeans.

Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass sich die Sauerstoffminimumzonen im offenen Ozean um mehrere Millionen Quadratkilometer erweitert haben und Hunderte von Küstengebieten jetzt Sauerstoffkonzentrationen aufweisen, die niedrig genug sind, um Tierpopulationen einzuschränken und den Kreislauf wichtiger Nährstoffe zu verändern. Das Volumen der sauerstoffarmen Gebiete wird bis 2100 unter einem Szenario mit hohen CO₂-Emissionen voraussichtlich um etwa 7% zunehmen.

Desoxygenierung dieser Art wirkt sich auf die biologische Vielfalt und die Nahrungsnetze aus; und wirkt sich negativ auf die Ernährungssicherheit und den Lebensunterhalt der Menschen aus, die davon abhängen.

Die Fakten

Wo bleibt also unser Mantra?

Es ist zwar falsch zu sagen, dass der Ozean 50% des Sauerstoffs liefert, den wir atmen, aber es ist richtig zu sagen, dass der Ozean über geologische Zeitskalen einen großen Teil des Sauerstoffs geliefert hat, den wir heute aufnehmen. Es ist auch vollkommen richtig zu sagen, dass der Ozean für 50% der Primärproduktion auf der Erde verantwortlich ist und unser Ernährungssystem erhält.

Und während wir uns in Zukunft keine Sorgen um die zukünftige Sauerstoffversorgung des Menschen machen sollten, sollten wir uns Sorgen machen, dass Fische zunehmend aus den sauerstoffarmen Meeresgebieten vertrieben werden.