De Baltische Zee is de thuisbasis van enkele van 's werelds grootste dode zones, gebieden met zuurstofarme wateren waar de meeste zeedieren niet kunnen overleven. Maar hoewel delen van deze zee al lang te lijden hebben van lage zuurstofniveaus, een nieuwe studie door een team in Finland en Duitsland toont aan dat het zuurstofverlies in kustgebieden in de afgelopen eeuw ongekend is in de afgelopen 1500 jaar. Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift European Geosciences Union Biogeowetenschappen .

Volgens de onderzoekers is door de mens veroorzaakte vervuiling, van meststoffen en rioolwater dat van de landen rond de Oostzee de zee in stroomt, is de belangrijkste oorzaak van recent zuurstofverlies in de kustwateren van de regio. De verspreiding van zuurstofarme gebieden kan ernstige gevolgen hebben voor het milieu en voor de lokale bevolking, omdat het de visopbrengsten kan verminderen en zelfs kan leiden tot massale sterfte van zeedieren.

"De Oostzee werd in de 20e eeuw sterk beïnvloed door de input van menselijke voedingsstoffen en ervaart nog steeds de erfenis van die inputs, " zegt Tom Jilbert, een assistent-professor aan de Universiteit van Helsinki, Finland, die deelnamen aan het onderzoek. Maar ondanks recente maatregelen om het vrijkomen van vervuilende nutriënten te verminderen, de onderzoekers schrijven in de nieuwe studie dat ze "geen bewijs van herstel" hebben gevonden van zuurstofgebrek in de Archipelzee, een kustgebied tussen het vasteland van Finland en Zweden dat deel uitmaakt van de Oostzee.

Een reden, ze zeggen, klimaatverandering kan zijn. Omdat warm water minder effectief is in het vasthouden van zuurstof, "opwarming van de aarde zal waarschijnlijk zuurstoftekort verergeren, " zegt Sami Jokinen, een onderzoeker aan de Universiteit van Turku, Finland, en hoofdauteur van de Biogeosciences-studie. Jilbert vult aan:"Klimaatverandering was niet de hoofdoorzaak van de huidige dode zone, maar het is een belangrijke factor die het herstel vertraagt."

Om erachter te komen wat in het verleden zuurstofverlies veroorzaakte en welke rol het klimaat speelde, het team boorde en bestudeerde een 4 meter lange sedimentkern van de zeebodem in de Archipelzee. Hierdoor konden ze zien, Voor de eerste keer, hoe het zuurstofgehalte in dit gebied de afgelopen 1500 jaar is veranderd. Deze periode omvat de middeleeuwse klimaatafwijking, een tijd van warmer klimaat maar lage nutriëntenvervuiling van 900 tot ongeveer 1350, evenals de moderne tijd.

"De interessante bevinding van onze studie is dat, in de kustgebieden, zuurstofverlies in de moderne tijd valt echt op, vanwege het sterke signaal van recente menselijke nutriënteninvoer, ", zegt Jilbert. Het team ontdekte dat het zuurstofgehalte ook laag was tijdens de warmere middeleeuwen, maar ze schrijven in hun studie dat het huidige zuurstofverlies "ongekend ernstig is, " laat zien hoe overmatige vervuiling en warmere temperaturen kunnen worden gecombineerd om dode zones te laten gedijen.

Het team ontdekte ook dat dit recente zuurstofverlies begon in de vroege jaren 1900, decennia voordat het eerder was gedacht en voorafgaand aan regelmatige monitoring van de waterkwaliteit. "Dit is verrassend omdat de jaren vijftig vaak worden beschouwd als de periode van toenemende zuurstofuitputting in de Oostzee, die in verband is gebracht met de aanzienlijke toename van door de mens veroorzaakte nutriëntenbelasting rond die tijd, ", zegt Jokinen. De landmassa in het Oostzeegebied neemt toe sinds het einde van de ijstijd zware ijskappen uit de regio heeft verwijderd, en deze stijging maakt sommige kustgebieden gevoeliger voor zuurstofverlies. "Daar bovenop we vonden al aan het begin van de 20e eeuw bewijs van een duidelijke door de mens veroorzaakte nutriëntenbelasting, die waarschijnlijk zuurstofgebrek in kustgebieden stimuleerde, " hij gaat door.

Deze nutriëntenbelasting heeft langetermijneffecten, waardoor het moeilijk wordt om de voortdurende verspreiding van dode zones te stoppen. Rivieren langs de bewoonde kusten van de Oostzee voeren voedingsstoffen naar de zee, algenbloei veroorzaken. Als de algen sterven, ze zinken naar de zeebodem en worden afgebroken door bacteriën, die bij dit proces zuurstof verbruiken. "Als de menselijke toevoer van voedingsstoffen wordt verminderd, dit zou naar verwachting de bloei verminderen en de dode zone verkleinen, " legt Jilbert uit. Maar, in dode zones, de rottende algen geven fosfor efficiënter af, die vervolgens terugvloeit naar het oppervlaktewater waar het leidt tot de groei van cyanobacteriën (blauwgroene bacteriën), die, beurtelings, stikstof uit de atmosfeer opvangen. "Als resultaat, de totale hoeveelheid voedingsstoffen - fosfor en stikstof - in het water blijft hoog, zelfs nadat de menselijke input is verminderd, ", zegt Jilbert. "Het is een zichzelf in stand houdende vicieuze cirkel die tientallen jaren kan duren om te keren, ", voegt Jokinen toe.

"Vandaag de dag, en waarschijnlijk in de toekomst, zuurstofverlies in de Archipelzee wordt in stand gehouden door de voortdurende lekkage van nutriënten uit de landbouwgrond, de afgifte van fosfor uit de sedimenten naar de waterkolom als gevolg van lage zuurstofniveaus, en door de aanhoudende opwarming van de aarde", zegt Jokinen. "Hopelijk zal onze studie bijdragen aan een betere erkenning van klimaatverandering als een belangrijke oorzaak van zuurstofverlies in de Oostzee, naast door de mens veroorzaakte nutriëntenbelasting. Om een ​​goede ecologische toestand te bereiken in kustgebieden onder de verwachte opwarming van de aarde, de vereiste vermindering van de nutriënteninput kan hoger zijn dan eerder werd gedacht, ’ besluit Jokinen.

"Het goede nieuws is dat veel landen in het Oostzeestroomgebied belangrijke stappen hebben gezet om de nutriëntenbelasting te verminderen. ", zegt Jilbert. "In sommige kustgebieden zien we al verbeteringen. Een beter begrip van het evenwicht tussen nutriënteninput en klimaatverandering zal daarom helpen om het beheer van de Oostzee in de toekomst te sturen."