Zowel metingen als modelberekeningen laten zien dat de zuurstofvoorraad van de oceanen afneemt. Echter, de modellen onderschatten deze daling aanzienlijk, waardoor projecties in de toekomst problematisch worden. In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuur Geowetenschappen , vier GEOMAR-onderzoekers onthullen de hiaten in de modellen en identificeren eerder onderschatte drivers voor de deoxygenatie.

De oceanen verliezen zuurstof. Talrijke studies bij lokale, regionaal en mondiaal niveau bevestigen deze trend. Bijvoorbeeld, een uitgebreide data-analyse die begin 2017 door oceanografen van Kiel is gepubliceerd, heeft aangetoond dat de oceanen de afgelopen 50 jaar wereldwijd twee procent van hun zuurstofgehalte hebben verloren. Ook computermodellen van de oceanen en het aardsysteem laten deze trend zien en voorspellen een nog snellere afname in de toekomst. Maar de modellen hebben een probleem. "Ze zijn niet in staat om de recente afname van zuurstof precies te reproduceren. In plaats daarvan, ze onderschatten het waargenomen zuurstofverlies aanzienlijk, " zegt Prof. Dr. Andreas Oschlies van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.

Deze mismatch maakt projecties in de toekomst problematischer. Vandaag, Professor Oschlies samen met zijn collega's Prof. Dr. Peter Brandt, Dr. Lothar Stramma en Dr. Sunke Schmidtko, allemaal van GEOMAR, hebben een studie gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuurgesowetenschap , die tekortkomingen van de modellen laat zien en ook de oorzaken van deoxygenatie identificeert die tot nu toe zijn onderschat. "De vergelijking met onze observatiegegevens onthult verschillende onvolkomenheden van de modellen en geeft ons aanwijzingen in welke richting we onze onderzoeksinspanningen moeten concentreren, ", zegt co-auteur Peter Brandt.

Het is zeker dat de opwarming van de aarde de belangrijkste oorzaak is van het verlies van zuurstof in de zee. Maar opwarming beïnvloedt de oceaan op verschillende manieren. Onder andere, het beïnvloedt de oplosbaarheid van zuurstof in het water. Hoe warmer het water, hoe minder gas het kan opnemen. "Dit proces tast vooral de bovenste waterlagen aan, die in direct contact staan ​​met de atmosfeer, " legt Dr. Schmidtko uit. Dit effect kan tot 20 procent van de deoxygenatie tot nu toe verklaren, en is goed vertegenwoordigd in de modellen.

Maar opwarming verandert ook de patronen van de wereldwijde oceaancirculatie. Omdat het complexe systeem van oppervlakte- en diepe stromingen zuurstof aan de diepere oceaan levert, deze veranderingen kunnen het zuurstofgehalte in de oceaan beïnvloeden. "Veel modellen hebben problemen om dit effect realistisch te beschrijven, omdat transportprocessen vaak niet goed genoeg worden opgelost of verkeerd worden gereproduceerd, " zegt co-auteur Dr. Lothar Stramma.

De uiterst gecompliceerde interacties tussen biologische, Ook in de huidige modellen zijn chemische en fysische processen in de oceaan onvoldoende vertegenwoordigd. "We missen vaak de gegevens of de kennis over veel processen die op elkaar inwerken in de reactie van de oceaan op het broeikaseffect, " zegt Andreas Oschlies, die gespecialiseerd is in het modelleren van biogeochemische processen. "Onze studie toont aan dat eerdere modellen de effecten van deze interactie aanzienlijk onderschatten, in ieder geval op de zuurstofverdeling."

Om deze lacunes te dichten, de auteurs pleiten voor intensievere en internationaal gecoördineerde oceaanobservatie. "We hebben multidisciplinaire processtudies nodig om de delicate balans tussen oxygenatie en zuurstofverbruik in de oceaan beter te begrijpen, " zegt Andreas Oschlies, "daarom, internationale initiatieven zoals het Global Ocean Oxygen Network helpen daarbij."

Een verbetering van de modellen in termen van het zuurstofbudget van de oceanen zou ook een ander voordeel hebben:"Zuurstof is ideaal voor het kalibreren van modellen die de opname van koolstofdioxide door de oceaan berekenen. Dus, tegelijkertijd, we zouden onze kennis van de koolstofcyclus verbeteren, ’ besluit Oschlies.