Niets is fundamenteler voor de mens dan de beschikbaarheid van zuurstof. We besteden weinig aandacht aan de zuurstof die we nodig hebben, we ademen gewoon, maar waar komt het vandaan?

Om hier licht op te werpen, uitspraken als "de oceaan levert 50% van de zuurstof die we inademen, " of het equivalent daarvan, "elke tweede ademhaling die we ademen komt uit de oceaan, " zijn veel voorkomende mantra's geworden om de menselijke afhankelijkheid van de oceaan en het risico van een lagere zuurstoftoevoer als gevolg van klimaatverandering en aantasting van het milieu te benadrukken.

Deze mantra's worden herhaald door vooraanstaande politici, waaronder de Amerikaanse klimaatgezant John Kerry en de Franse president Emmanuel Macron, internationale organisaties zoals Unesco en de Europese Commissie, en zelfs prominente rapporten van het IPCC en andere gerenommeerde wetenschappelijke instellingen.

Hoewel ze misschien goed voer zijn voor toespraken, deze beweringen geven een verkeerde voorstelling van waar de zuurstof die we inademen vandaan komt, en daarbij, het publiek misleiden waarom we onze rol als oceaanbewaarders zouden moeten opvoeren.

Waar halen we onze zuurstof vandaan?

De atmosfeer van de aarde is niet altijd zo zuurstofrijk geweest als nu. De atmosfeer bestaat nu uit 21% zuurstof, maar het was slechts 0,001% van de huidige niveaus tijdens de eerste 2 miljard jaar van de geschiedenis van de aarde.

Het is de komst van microscopisch kleine oceaanbacteriën en planten (fytoplankton) en, later, grotere planten op het land die de duizelingwekkende toename van zuurstof in onze atmosfeer veroorzaakten. Deze zuurstof is afkomstig van fotosynthese - het proces waarbij planten koolstofdioxide en water omzetten in organisch materiaal en zuurstof.

Zuurstof is de afgelopen 500 miljoen jaar relatief stabiel op een hoog niveau geweest. Vandaag, ongeveer de helft van de fotosynthese vindt plaats in de oceaan en de andere helft op het land.

Dus ja, de oceaan is verantwoordelijk voor ongeveer 50% van de zuurstof die op de planeet wordt geproduceerd. Maar het is niet verantwoordelijk voor 50% van de lucht die wij mensen inademen. De meeste zuurstof die door de oceaan wordt geproduceerd, wordt direct geconsumeerd door de microben en dieren die daar leven, of als plantaardige en dierlijke producten op de zeebodem vallen. In feite, de netto productie van zuurstof in de oceaan is bijna 0.

Een klein deel van de primaire productie, ongeveer 0,1%, ontsnapt aan degradatie en wordt opgeslagen als organische koolstof in mariene sedimenten - een proces dat de biologische koolstofpomp wordt genoemd. Deze organische koolstof kan uiteindelijk worden omgezet in fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en gas. De kleine hoeveelheid zuurstof die was gegenereerd om deze koolstofopslag te produceren, kan later in de atmosfeer worden vrijgegeven. Een soortgelijk proces vindt ook op het land plaats, met wat koolstof opgeslagen in de bodem.

Daarom, de zuurstof die we momenteel inademen komt van de langzame ophoping van O ₂ in de atmosfeer ondersteund door het begraven van organisch materiaal over zeer lange tijdschalen - honderden miljoenen jaren - en niet door de hedendaagse productie door de biosfeer op het land of in de oceaan.

Fossiele brandstoffen en de lucht die we inademen

Hoe zit het met toekomstige trends van atmosferische zuurstof? Al in 1970, de prominente geochemicus Wally S Broecker erkende dat als we alle bekende fossiele brandstofreserves zouden verbranden, we zouden minder dan 3% van ons zuurstofreservoir verbruiken.

Als we alle bossen zouden kappen of verbranden en alle organische koolstof zouden oxideren die is opgeslagen in de vegetatie en de bovenste bodems wereldwijd, het zou slechts leiden tot een kleine uitputting van zuurstof in de lucht. Als de fotosynthese in de oceaan en op het land stopte met het produceren van zuurstof, we zouden millennia kunnen blijven ademen, hoewel we zeker andere problemen zouden hebben.

De verwachte afname van zuurstof in de lucht, zelfs in de worstcasescenario's met massale verbranding van fossiele brandstoffen en ontbossing, zal zeer klein zijn ten opzichte van het zeer grote atmosferische reservoir. Modellen laten zien dat het zuurstofgehalte in de atmosfeer de komende 100 minuten een kleine verandering zal ondergaan, 000 jaar als reactie op het gebruik van fossiele brandstoffen. Dus hoewel er veel dingen zijn om je zorgen over te maken in onze klimaattoekomst, de beschikbaarheid van zuurstof voor luchtademende organismen (inclusief mensen) is daar niet een van.

Zuurstofafname in de oceaan

Er zijn belangrijke redenen tot bezorgdheid over het zuurstofgehalte in de oceaan, echter. De oceaan is O ₂ reservoir is kwetsbaar omdat het minder dan 1% van de zuurstof bevat die in de atmosfeer is opgeslagen. Vooral, oceaangebieden met zeer weinig of geen zuurstof, zuurstofminimumzones genoemd, uitzetten als de planeet opwarmt, nieuwe gebieden bewoonbaar maken voor ademende organismen zoals vissen.

De open oceaan verloor 0,5 tot 3,3% van zijn zuurstofvoorraad in de top 1000 meter van 1970-2010, en het volume van de minimumzones voor zuurstof is met 3-8% toegenomen.

Dit zuurstofverlies is voornamelijk te wijten aan de toenemende gelaagdheid van de oceaan. In dit proces, de vermenging van de oppervlakte oceaan, die warmer en lichter wordt, met de diepere en dichtere oceaanlagen is minder efficiënt, beperking van de penetratie van zuurstof. De activiteit van enzymen, inclusief degenen die betrokken zijn bij de ademhaling, neemt over het algemeen ook toe met de temperatuur. Dus, zuurstofverbruik door oceaandieren neemt toe naarmate de oceaan opwarmt.

Een recent onderzoek heeft uitgewezen dat zuurstofminimumzones in de open oceaan met enkele miljoenen vierkante kilometers zijn uitgebreid en honderden kustgebieden hebben nu zuurstofconcentraties die laag genoeg zijn om de dierenpopulaties te beperken en de kringloop van belangrijke voedingsstoffen te veranderen. Het volume zuurstofarme gebieden zal naar verwachting met ongeveer 7% groeien in 2100 in een scenario van hoge CO ₂ uitstoot.

Dit soort deoxygenatie tast de biodiversiteit en voedselwebben aan; en heeft een negatieve invloed op de voedselzekerheid en het levensonderhoud van de mensen die ervan afhankelijk zijn.

De feiten

Dus waar laat dit onze mantra?

Hoewel het onjuist is om te zeggen dat de oceaan 50% van de zuurstof levert die we inademen, het is juist om te zeggen dat, over geologische tijdschalen, de oceaan heeft een groot deel van de zuurstof geleverd die we tegenwoordig opnemen. Het is ook volkomen juist om te zeggen dat de oceaan verantwoordelijk is voor 50% van de primaire productie op aarde, ons voedselsysteem in stand houden.

En hoewel we ons in de toekomst geen zorgen hoeven te maken over de toekomstige toevoer van zuurstof voor mensen om te ademen, we moeten ons zorgen maken dat vissen in toenemende mate worden verdreven uit uitbreidende oceaangebieden die zuurstofarm zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.