Sinds de jaren tachtig – toen de temperaturen begonnen te stijgen – neemt de zuurstofconcentratie in water af.

Wetenschappers bestudeerden gegevens die over een periode van vijftig jaar over oceanen wereldwijd verzameld waren. In de enorme stroom data gingen ze op zoek naar trends en patronen. Zo ontdekten ze dat de zuurstofconcentraties in oceanen sinds de jaren tachtig afneemt.

Natuurlijke fluctuaties
De hoeveelheid zuurstof in oceaanwater fluctueert van nature. Maar wat dit onderzoek zo interessant maakt, is dat het laat zien dat de veranderingen die nu in de oceanen optreden veel sneller gaan dan de natuurlijke fluctuaties die in het verleden optraden. Dat is goed te verklaren: de dalende zuurstofconcentratie hangt samen met de antropogene (door mensen veroorzaakte) opwarming van de aarde.

Hogere temperaturen
Dat stijgende (water)temperaturen zouden leiden tot een daling van de zuurstofconcentratie in oceanen: dat zagen onderzoekers wel aankomen. Warmer water kan namelijk minder opgelost gas herbergen dan koud water. Maar wat dit nieuwe onderzoek laat zien, is dat de zuurstofconcentratie veel sneller daalt dan men op basis van de stijgende watertemperaturen zou verwachten. “De zuurstofconcentratie daalt zo’n twee tot drie keer sneller dan wat we op basis van de afnemende oplosbaarheid die samenhangt met de opwarming van de oceanen voorspeld hadden,” vertelt onderzoeker Taka Ito. “Dat komt zeer waarschijnlijk door veranderingen in de oceaanstromingen en de vermenging die ontstaat door opwarming van wateren nabij het oppervlak en het smelten van poolijs.”

In beeld: de trend die onderzoekers tussen 1958 en 2015 zien op een diepte van 100 meter. Afbeelding: Georgia Tech.

Vermenging van waterlagen
Het grootste deel van het zuurstof dat we in de oceanen aantreffen, wordt nabij het oppervlak uit de atmosfeer gehaald of gecreëerd door fytoplankton dat aan fotosynthese doet. Oceaanstromingen mixen dat zuurstofrijke oppervlaktewater met de diepere wateren die minder zuurstof bevatten. Maar wanneer de watertemperaturen nabij het oppervlak stijgen, mengt dit warmere water zich lastiger met de koudere wateren op grote diepte. Een vermenging van water dat zich aan het oppervlak bevindt en water dat op grotere diepte zit, wordt verder bemoeilijkt door smeltend poolijs dat meer zoet water toevoegt aan het water nabij het oppervlak.

Vervuiling
En dan is er nog een factor die van invloed is op de zuurstofconcentratie in oceanen: vervuiling. Dat ontdekten Ito en collega’s tijdens een eerdere studie. Tijdens dit onderzoek gingen ze na waarom de zuurstofconcentratie met name in tropische delen van de Stille Oceaan afneemt. De onderzoekers ontdekten dat luchtvervuiling die vanuit Oost-Azië over de Stille Oceaan reist ervoor zorgt dat de zuurstofconcentratie in wateren duizenden kilometers verderop laat dalen. Zodra oceaanstromingen de vervuilende stoffen naar de tropen voeren, gaat fytoplankton overuren maken om al die extra voedingsstoffen – zoals stikstof en ijzer – te consumeren. Je zou misschien verwachten dat het resulteert in een hogere zuurstofconcentratie, maar Ito en collega’s ontdekten dat het netto resulteert in een afname van het zuurstofniveau in het water nabij het oppervlak.

Dalende zuurstofconcentraties kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor organismen in het water die veelal van zuurstof afhankelijk zijn. Vissen, krabben en andere organismen kunnen bij dalende zuurstofconcentraties sterven of gedwongen worden om te verhuizen.