Der Ostsee geht es sehr schlecht. Die leichte Besserung - ausgelöst durch günstige Winde - über die in den letzten Wochen geschrieben wurde ist vermutlich nur vorübergehend. Dass die sauerstoffarmen Todeszonen auch äußerst giftige Schwefelwasserstoffe (H2S) enthalten wurde auch erst jetzt einer größeren Öffentlichkeit bekannt. Der kürzlich zu dem Thema erschienene Bericht des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), weist darauf aber deutlich hin. Dennoch wird es kaum zur Kenntnis genommen. Die Zonen mit Schwefelwasserstoff sind danach beinahe identisch mit den sauerstoffarmen Gebieten. Wie die Forscher berichteten verkleinerten sich diese Schwefelwasserstoff-Zonen in diesem Jahr etwas - aufgrund günstiger Wetterlagen - aber dies sei nur ein "kurzes Aufatmen".

Ostsee 2014
Zentrale Ostsee im Juli 2014 – Situation nach dem Salzwassereinbruch (Grafik: © IOW)

Die aktuell gemessene Verbesserung bewirkte eine regionale Erholung im Nordosten bis in das zentrale Gotland-Becken. Dort versorgte der Einstrom frischen Wassers die bodennahe Schicht in Tiefen zwischen 200 und 240 Meter zwar nur mit geringen Sauerstoffmengen - es wurden rund 0,37 ml/l gemessen -, er verdrängte jedoch den giftigen Schwefelwasserstoff. Als Auslöser dieses Ereignisses nehmen die Warnemünder Ostseeforscher zwei länger anhaltende Phasen von westlichen Winden im Februar und März 2014 an. Wissenschaftlich korrekt liest sich das dann so: "In den Wasserstandsdaten vom 3.-20. Februar und 8.-19. März sind zwei kleinere windinduzierte Einstromereignisse mit geschätzten Volumina von ~ 141 km3 und ~ 203 km3 zu verzeichnen. Das Märzereignis, das die größere Wassermenge mit sich brachte, wurde durch die Abfolge der Sturmtiefs „Danli“, „Ev“ und „Feliz“ über Skandinavien mit Kerndrücken zwischen 960-990 hPa ausgelöst."

Ostsee 2013
Zentrale Ostsee im November 2013 – Situation vor dem Salzwassereinbruch (Grafik: © IOW)

Anfang des Jahres erschien im Fachjournal PNAS ein wissenschaftlicher Artikel über die erneute und verstärkte Zunahme sauerstoffarmer und -freier Gebiete im Wasser der Ostsee seit 1993. Nun berichten die Wissenschaftler des IOW von der oben genannten leichten Entspannung. Allerdings halten auch die Forscher des Leibnitz-Instituts (IOW) die Verbesserung eher für ein "kurzes Aufatmen". Neu ist in ihrem Bericht die Erwähnung der großflächigen Schwefelwasserstoffverseuchung. Welche Ursachen diese hat bleibt hingegen im Dunkeln. Vermutlich sind biologische Abbauvorgänge und der Sauerstoffmangel die Ursache, jedenfalls beschreibt Wikipedia dies als Möglichkeit.

Es könnte in etwa so laufen: Da der Schwefelwasserstoff vor allem in den sauerstoffarmen und sauerstofffreien Todeszonen entsteht liegt die Vermutung nahe, dass Faulungsprozesse unter weitgehender Abwesenheit von Sauerstoff dazu führen. Ursache dafür ist wiederum die menschengemachte Erderwärmung und damit einhergehend die bereits deutliche Erwärmung der Ostsee. Die mit der Erwärmung des Wassers verbundene Phosphatfreisetzung aus den Sedimenten (umgekehrte Phosphatfalle) und zusätzliche Düngemitteleinträge aus der Landwirtschaft, sorgen für verstärktes Algenwachstum, was zu verstärkten Faulungsprozessen und der H2S-Freisetzung führt. Das Algenwachstum wird auch noch durch das wärmere Wasser begünstigt, dazu mehr weiter unten.

Entwicklung der Todeszonen in der Ostsee
Die Entwicklung sauerstoffarmer und sauerstofffreier Zonen in der Ostsee (© PNAS)

Dass der Klimawandel bei der grundsätzlichen Verschlechterung seit 1993 (siehe Grafik oben) eine wichtige Rolle spielt zeigt vor allem die Zunahme der mittleren Wassertemperatur in dem Binnenmeer. Diese erreichte bei Gotland einen Mittelwert von fast 6 Grad Celsius und um Bornholm herum etwa 8 Grad. Im Jahr 1900 lagen diese Werte in beiden Gegenden noch um die 4 Grad. So eine starke Temperaturzunahme führt alleine schon zu einer Abnahme des Sauerstoffgehaltes des Wassers, da wärmeres Wasser weniger des Elements lösen kann. Wärmeres Wasser führt aber auch zu einer verstärkten Algenblüte. Wenn die abgestorbenen Algen zu Boden sinken zersetzen sie sich und das benötigt Sauerstoff. Folge: Der Sauerstoff sinkt nochmals ab. Wenn über dem Meeresboden der Sauerstoff knapp wird, dann entweicht im Sediment gespeichertes Phosphat ins Wasser. Dieses Düngemittel, regt die Algenproduktion zusätzlich an, d.h. noch mehr Algen sinken zu Boden, zersetzen sich dort, das verbraucht Sauerstoff, dies führt dazu, dass mehr Phosphat aus dem Sediment ins Wasser gelangt, was wieder das Algenwachstum begünstigt. Ein sich selbst verstärkender Regelkreis. Gelöster Mineraldünger aus der Landwirtschaft, der über die Flüsse in die Ostsee gelangt, steigert den Vorgang der Sauerstoffverknappung nochmals. Möglich, dass dies auch die Bildung von Schwefelwasserstoff begünstigt. Der Frage, wie stark die Konzentration des H2S in den bezeichneten Zonen ist und wie es sich bildet, wird das Klimaschutz-Netz in der nächsten Zeit weiter nachgehen und berichten.

Ist so ein Effekt auch bei den sich langsam erwärmenden Ozeanen denkbar? Ja, denn in der erdgeschichtlichen Vergangenheit, d.h. vor Millionen von Jahren, gab es bereits Zeiten mit großenteils sauerstoffarmen und -freien Ozeanen. Auslöser dieser anoxischen Ozeane war wahrscheinlich ebenfalls eine Überdüngung, diese hatte jedoch andere Ursachen als wir es bei der Ostsee sehen. Solche anoxischen ozeanischen Ereignisse traten offenbar dann auf, wenn der CO2-Gehalt der Atmosphäre bei etwa 1100 ppm lag. Gegenwärtig beträgt er etwa 400 ppm. Nimmt man an, dass sich die Atmosphäre mit jährlich 5 ppm CO2 anreichert, dann würde es noch ca. 140 Jahre dauern bis diese Konzentration erreicht wird. Aber auch wenn anoxische Ozeane noch keine unmittelbare Bedrohung sind, so nehmen doch die Todeszonen überall auf der Erde zu, wie die folgende NASA-Grafik zeigt. Die roten Punkte kennzeichnen die bereits vorhandenen Todeszonen.

Todeszonen weltweit
(© NASA)

Der Kampf gegen den menschengemachten Klimawandel dient also nicht nur dem Schutz der Atmosphäre, sondern auch dem Schutz der Ozeane und z.B. der Ostsee. Wie eine Kleine Anfrage der Linkspartei ergab sieht die Bundesregierung trotz Warnungen aus der Meeresökologie und Klimaforschung keinen Anlass ihr Engagement gegen die sogenannten Sauerstoffmangelzonen zu verstärken.

 

Weitere Informationen:

Artikel: Deoxygenation of the Baltic Sea during the last century von Jacob Carstensen, Jesper H. Andersen, Bo G. Gustafsson und Daniel J. Conley

Scinexx: Der Ostsee geht die Luft aus

Wikipedia: Phosphatfalle

Wikipedia: Ozeanisches anoxisches Ereignis

Presseerklärung IOW

 

Artikelhistorie
14.08.14: Text komplett überarbeitet
15.08.14: Absatz über die vermutliche Ursache der Schwefelwasserstoffbildung ergänzt