Oceanografi potrdili slutnjo o izgubi kisika

Sodeč po rezultatih nemške študije, objavljenih v najnovejši številki revije Nature, se najbolj dolgoročne posledice podnebnih sprememb ne dogajajo pred našimi očmi, na kopnem, ampak globoko v oceanih. Članek v reviji Nature namreč dokazuje, da so oceani v zadnjega pol stoletja izgubili kar dva odstotka kisika. Najbolj skrb vzbujajoče pa je, da se upad kisika še kar nadaljuje.

Avtorji, Sunke Schmidtko s sodelavcema Lotharjem Strammo in Martinom Visbeckom, vsi trije so z Geomarja, Helmholtzovega centra za raziskave oceanov v Kielu, so v veliki raziskovalni sintezi ugotovili, da je v zadnjih 50 letih količina kisika, raztopljenega v morski vodi, upadla v vseh morjih na našem planetu. Potrdili so torej že dolgo prisotno slutnjo, da utegnejo podnebne posledice – če se bo ugotovljeni trend nadaljeval – močno poseči tudi v življenje pod morsko gladino.

Njihove analize kažejo, da se je vsebnost kisika v morski vodi v letih med 1960 in 2010 v povprečju zmanjšala za več kot dva odstotka. Ponekod je bil ta delež še večji, medtem ko je bilo nekaterim območjem za zdaj prizaneseno.

Največji volumen kisika je izgubil največji ocean, Tihi ocean, po odstotkih pa je upad največji v Arktičnem oceanu, območju, kjer so posledice podnebnih sprememb najbolj krute in izrazite.

Potrditev napovedi

Upad kisika v oceanih so modeli že dolgo napovedovali in tudi kar nekaj regionalnih analiz je v zadnjem času opozarjalo, da posamezna območja izgubljajo kisik. Kot je v izjavi za javnost poudaril vodja raziskave Sunke Schmidtko, pa je bil njihov raziskovalni tim prvi, ki mu je uspelo ugotoviti, da je izguba kisika zaznavna na svetovni ravni in tudi v velikih globinah.

To spoznanje na široko odpira vrata slutnji, da utegnejo podnebne spremembe – ki pa, poudarjajo avtorji, niso glavni dejavnik zmanjšanja kisika v oceanih – močno prizadeti tudi živelj pod morsko gladino. Oceanski kisik je namreč življenjskega pomena za morske organizme, poleg tega je v primerjavi s kisikom v ozračju bistveno bolj občutljiv.

V ozračju se plini zlahka mešajo, v vodi pa ne, opozarja Schmidtko. In ne samo to. Le odstotek kisika na Zemlji je v oceanih, ves preostali pa v ozračju.

Po napovedih podnebnih modelov bodo oceani še naprej izgubljali kisik, zaradi več dejavnikov. Najbolj očiten vzrok je dejstvo, da toplejša voda zadrži manj raztopljenih plinov in kisika; prav zato ponavadi peneče se pijače ohlajamo.

Drugi, manj opazen, a nič manj pomemben vzrok tiči v čedalje večji stratifikaciji, slojevitosti oceanske vode. Kisik vstopa v vodo na morski gladini, iz ozračja in iz fotosintezne aktivnosti morskih mikroorganizmov. Toda ko se zgornji sloj vode segreva, se s kisikom bogata voda težje meša s spodnjimi, hladnejšimi plastmi. Zakaj? Ker je toplejša voda manj gosta in zato težje potone v globino.

Ko se zgornje plasti oceanov segrevajo, gre od tam manj vode v globino. S tem pa se zapira ali vsaj bistveno zmanjša dotok kisika v globino, pojasnjuje Schmidtko.

Raziskava, ki so jo opravili v Kielu, je sinteza več milijonov posameznih meritev v obdobju zadnjih 50 let, poudarjajo avtorji članka v reviji Nature. S tehniko interpolacije so nato ocenili stanje za območja, kjer meritev ni bilo veliko ali pa jih sploh ni bilo. Rezultati, ki so jih tako dobili, kažejo, da samo segrevanje prispeva k nekaj manj kot 15 odstotkom celotne izgube kisika. Za preostalo izgubo so krivi drugi dejavniki, na primer manj mešanja vode.

Neizpodbitni signal

Po oceni Matthewa Longa, ki se z zmanjšanjem vsebnosti kisika v morski vodi ukvarja že nekaj časa in je v reviji Nature objavil spremljajoči komentar, rezultati te nove študije pomenijo velik napredek v sintezi opazovanja in raziskovanja, kako se giba količina kisika na svetovni ravni. V svojih raziskavah je še pred omenjeno skupino nemških raziskovalcev dokazal, da se kisik v morjih izgublja, in napovedal, da bo to mogoče kmalu zaznati tudi v realnem okolju z meritvami – kljub zahtevnemu izvajanju takih raziskav in zapletenemu proučevanju trendov v oceanih na svetovni ravni. Prav to je uspelo omenjeni raziskavi.

Naravne variacije so preprečevale, da bi lahko ta signal zanesljivo zaznali že prej, v svojem komentarju meni Long. V tej študiji pa je Schmidtko s sodelavci sintetiziral vsa dosegljiva opazovanja in prikazal sliko globalnega upadanja kisika, ki ustreza vzorcem, kakršne pričakujemo zaradi podnebnega segrevanja. Schmidtko sicer ne raziskuje, kaj je vzrok za upad, toda slika, ki jo je dobil, močno nakazuje, da je to človekova dejavnost, ki pospešuje globalno segrevanje, sklene Long in še doda: »Alarmantno je, kako se kar nenadoma ta signal jasno in nedvomno kaže v podatkih iz opazovanj.«

Z njim se v odzivih na objavo v reviji Nature strinjajo tudi nekateri drugi oceanografi, na primer Denis Gilbert, raziskovalec na Inštitutu Mauricea Lamontagna v Kanadi; po njegovi oceni bi ugotovitve Schmidtka in sodelavcev morale sprožiti alarm o posledicah globalnega segrevanja.

Čeprav je v članku govor o svetovnem upadu kisika v oceanih, to seveda ne pomeni, da ga je povsod za dva odstotka manj. Nasprotno, odstopanja so precejšnja. Tako so se na različnih območjih že pojavile tako imenovane cone z minimalnim kisikom, večinoma v srednjih morskih globinah. Toda oceanografe skrbi, da se ne bi pomaknile višje, bližje gladini, v sloje, kjer je habitat številnih rib in drugih vrst morskih organizmov. Če bi se cone z minimalnim kisikom dvignile v te višje sloje, bi se habitat morskih organizmov občutno zmanjšal.

Mrtva območja

Oceanografi v zadnjem času opažajo še en skrb vzbujajoč pojav – nastajanje tako imenovanih hipoksičnih ali mrtvih območij. Vsaj delno k njihovemu nastanku vpliva tudi upadanje kisika v morski vodi. Poleg tega utegne upadajoči kisik še dodatno vplivati na globalno segrevanje, kot v nekakšni povratni zanki. V območjih z malo kisika ali blizu takih območij mikrorganizmi proizvajajo več dušikovega oksida, ki je močno toplogreden plin. Zato avtorji te študije že opozarjajo, da bodo verjetno narasli tudi produkcijske stopnje in izpusti tako proizvedenega dušikovega oksida v ozračje.

Aktualna objava rezultatov omenjene sinteze poleg novih ugotovitev prinaša še dodatno opozorilo glede daljnosežnih posledic podnebnih sprememb, ki v oceanih potekajo bolj intenzivno kot na kopnem. V zadnjih letih so prodori tople oceanske vode že povzročili množično propadanje koral in v nekaterih primerih tudi celih območij alg. Po drugi strani pa so toplejša morja začela destabilizirati ledenike na Grenlandiji in Antarktiki. Ko se ti talijo, ledenica odteka v morje, povečan dotok sveže sladke vode v morje pa, kot skrbi znanstvenike, utegne nevarno vplivati na vodne tokove.

Kako torej kaže v prihodnje? Ne ravno najbolje. Sodeč po rezultatih študije se bo trend zmanjševanja količine kisika v morju najverjetneje nadaljeval. Do konca tega stoletja, čez dobrih 80 let torej, naj bi se vsebnost kisika v oceanih zmanjšala za celih sedem odstotkov. Kaj to pomeni? Avtorji raziskave v odgovoru ne ovinkarijo: pričakujemo lahko daljnosežne posledice za morske ekosisteme in ribištvo.