det finns inget mer grundläggande för människor än tillgången på syre. Vi tänker lite på det syre vi behöver, vi andas bara, men var kommer det ifrån?

för att belysa detta har uttalanden som ”havet ger 50% av syret vi andas”, eller motsvarande, ”varje andra andetag vi andas kommer från havet”, blivit vanliga mantraer för att lyfta fram mänskligt beroende av havet och risken för lägre syreförsörjning på grund av klimatförändringar och miljöförstöring.

dessa mantraer upprepas av högprofilerade politiker, inklusive USA: s klimatsändebud John Kerry och Frankrikes president Emmanuel Macron, internationella organisationer som Unesco och Europeiska kommissionen, och till och med framstående rapporter från IPCC och andra ansedda vetenskapliga institutioner.

även om de kan vara bra foder för tal, dessa påståenden förvränga där syret vi andas faktiskt kommer från, och därmed vilseleda allmänheten om varför vi bör intensifiera vår roll som ocean vårdnadshavare.

Var får vi vårt syre?

jordens atmosfär har inte alltid varit så rik på syre som den är idag. Atmosfären består nu av 21% syre, men den stod för bara 0,001% av dagens nivåer under de första 2 miljarder åren av jordens historia.

det är tillkomsten av mikroskopiska havsbakterier och växter (fytoplankton) och senare större växter på land som orsakade den svindlande ökningen av syre i vår atmosfär. Detta syre härrör från fotosyntes – processen genom vilken växter förvandlar koldioxid och vatten till organiskt material och syre.

syre har varit relativt stabilt på en hög nivå under de senaste 500 miljoner åren. Idag sker ungefär hälften av fotosyntesen i havet och hälften på land.

så ja, havet ansvarar för cirka 50% av syret som produceras på planeten. Men det är inte ansvarigt för 50% av luften vi människor andas. Det mesta av syret som produceras av havet konsumeras direkt av mikroberna och djuren som bor där, eller som växt-och animaliska produkter faller till havsbotten. I själva verket är nettoproduktionen av syre i havet nära 0.

en liten del av primärproduktionen, ungefär 0,1%, undgår nedbrytning och lagras som organiskt kol i marina sediment – en process som kallas biologisk kolpump. Detta organiska kol kan så småningom förvandlas till fossila bränslen som kol, olja och gas. Den lilla mängden syre som hade genererats för att producera denna kolbutik kan senare släppas ut i atmosfären. En liknande process sker också på land, med lite kol lagrat i marken.

därför kommer syret vi för närvarande andas från den långsamma ackumuleringen av O₂ i atmosfären som stöds av begravningen av organiskt material under mycket långa tidsskalor-hundratals miljoner år – och inte från den samtida produktionen av antingen land – eller havbiosfären.

fossila bränslen och luften vi andas

vad sägs om framtida trender av atmosfäriskt syre? Redan 1970 insåg den framstående Geokemisten Wally s Broecker att om vi skulle bränna alla kända fossila bränslereserver skulle vi använda mindre än 3% av vår syrebehållare.

om vi skulle skära eller bränna alla skogar och oxidera allt organiskt kol som lagras i vegetation och toppjord över hela världen, skulle det bara leda till en liten uttömning av atmosfäriskt syre. Om fotosyntesen i havet och på land slutade producera syre, kunde vi fortsätta andas i årtusenden, men vi skulle säkert ha andra problem.

den beräknade nedgången i atmosfäriskt syre, även i värsta fall med massiv förbränning av fossila bränslen och avskogning, kommer att vara mycket liten i förhållande till den mycket stora atmosfäriska reservoaren. Modeller visar att syreinnehållet i atmosfären kommer att uppleva en minuts förändring under de kommande 100 000 åren som svar på användningen av fossila bränslen. Så medan det finns många saker att oroa sig för i vår klimatframtid, är tillgången på syre för luftandningsorganismer (inklusive människor) inte en av dem.

Syrenedgång i havet

det finns dock betydande orsaker till oro för syreinnehållet i havet. Havets O₂-reservoar är sårbar eftersom den rymmer mindre än 1% av syret som lagras i atmosfären. I synnerhet expanderar havsregioner med mycket lågt eller frånvarande syre, som kallas syreminimumzoner, när planeten värms, vilket gör nya regioner beboeliga för andningsorganismer som fisk.

det öppna havet förlorade 0,5 till 3,3% av sitt syrebestånd i topp 1000 meter från 1970-2010, och volymen av syreminimumzoner har ökat med 3-8%.

denna syreförlust beror främst på ökad havsskiktning. I denna process är blandningen av ythavet, som blir varmare och lättare, med de djupare och tätare havsskikten mindre effektiv, vilket begränsar syreinträngningen. Aktiviteten hos enzymer, inklusive de som är involverade i andning, ökar också generellt med temperaturen. Så syreförbrukningen av havsdjur ökar när havet värms upp.

en ny studie visade att syreminimumzoner i det öppna havet har expanderat med flera miljoner kvadratkilometer och hundratals kustområden har nu syrekoncentrationer tillräckligt låga för att begränsa djurpopulationer och förändra Cykling av viktiga näringsämnen. Volymen av områden med låg syre beräknas växa med cirka 7% år 2100 under ett scenario med höga koldioxidutsläpp.

Avoxidering av detta slag påverkar biologisk mångfald och livsmedelsbanor; och påverkar livsmedelssäkerheten och försörjningen för de människor som är beroende av den negativt.

fakta

så var lämnar detta vårt mantra?

även om det är felaktigt att säga att havet ger 50% av syret vi andas, är det korrekt att säga att havet över geologiska tidsskalor har gett en stor del av syret vi tar in idag. Det är också helt korrekt att säga att havet ansvarar för 50% av primärproduktionen på jorden och upprätthåller vårt livsmedelssystem.

och medan vi inte borde oroa oss för framtida syreförsörjning för att människor ska andas i framtiden, borde vi oroa oss för att fisk alltmer förskjuts från expanderande havsområden som är utarmade i syre.