Klimawandel macht Seen weltweit zu Todeszonen

Gewässer mit sehr niedrigem Sauerstoffgehalt, werden als Todeszonen bezeichnet. Das kannte man bisher vor allem aus Ozeanen, wo Sauerstoffmangel alles Leben am Meeresboden auslöscht. Ein internationales Forscher*innenteam mit Beteiligung eines Innsbrucker Ökologen zeigt nun im Fachjournal "Nature", dass sich durch den Klimawandel weltweit Seen erwärmen, in der Folge die Sauerstoffkonzentration sinkt und in tieferen Schichten das meiste Leben verschwindet. Dabei nimmt der Sauerstoffgehalt in den Seen deutlich stärker ab als im Meer.

Die Wissenschaftler*innen um Kevin Rose und Stephen Jane vom Rensselaer Polytechnic Institute (USA) haben die Entwicklung von Sauerstoffkonzentration und Temperatur von 393 Seen weltweit in einem Zeitraum von über 70 Jahren untersucht. Durch die Klimaerwärmung wird auch die Wasseroberfläche von Seen immer wärmer und weniger Sauerstoff kann aus der Atmosphäre in das Wasser diffundieren. "Wir beobachten diesen Trend weltweit, wollten aber auch untersuchen, was in der Tiefe der Seen passiert und wie signifikant diese Entwicklung weltweit ist", erklärte Ruben Sommaruga vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck.

Sauerstoffgehalt um 18,6 Prozent gesunken

Der Studie zufolge ist der Sauerstoffgehalt in den untersuchten Seen seit 1980 um 5,5 Prozent an der Oberfläche und um 18,6 Prozent in tieferen Zonen gesunken. Damit ist der Sauerstoff-Verlust in den Seen drei bis neun Mal stärker als im Meer. Österreichische Seen wurden in der Studie nicht erfasst, es gebe hier keine sehr guten langfristigen Daten über die Sauerstoffkonzentration mit hoher zeitlicher Auflösung, sagte Sommaruga gegenüber der APA.

Der Rückgang der Sauerstoff-Sättigung in den oberflächennahen Wasserschichten ist auf deren immer höhere Temperatur zurückzuführen, die im Untersuchungszeitraum im Schnitt um 0,38 Grad Celsius pro Jahrzehnt anstieg. Und wärmeres Wasser kann weniger Sauerstoff aufnehmen.

Algen durch Überdüngung

In fast einem Viertel der Seen wurde allerdings ein trotz steigender Temperaturen höherer Sauerstoffgehalt an der Oberfläche beobachtet. Das war vor allem dort der Fall, wo über Einträge aus der Landwirtschaft zusätzlich Stickstoff und Phosphor in die See gelangt, was zur Überdüngung und in der Folge zur verstärkten Algenbildung führt. "Algen produzieren zwar durch Photosynthese mehr Sauerstoff in der oberen Wasserschicht, sterben sie aber ab, sinken sie auf den Grund, wo die Abbauprozesse erneut viel Sauerstoff verbrauchen", so Sommaruga.

Das ist einer der Gründe für die massive Abnahme der Sauerstoffkonzentration in der Tiefe, wo die Wissenschaftler*innen übrigens keine Temperaturzunahme registriert haben. Ein anderer Grund dürfte mit den steigenden Wassertemperaturen an der Oberfläche und längeren Warmzeiten pro Jahr zusammenhängen. Dadurch kommt es zu einer stärkeren Schichtung der Seen, deren Wasser sich manchmal über lange Perioden nicht komplett mischt und der Sauerstoff nicht in die Tiefe gelangen kann.

Lebensformen verschwinden

Mit der abnehmenden Sauerstoffkonzentration verschwinden auch die meisten Lebensformen. "Nur wenige Spezialisten wie Einzeller können dort ohne Sauerstoff überleben. Für alle höheren Lebensformen ist das eine Todeszone", so Sommaruga. Vor allem Arten, die auf kalte, sauerstoffreiche Gewässer spezialisiert sind, würden zunehmend Schwierigkeiten haben, zu überleben.

Zudem produzieren Bakterien, die in Umgebungen ohne Sauerstoff gedeihen, auch das starke Treibhausgas Methan. Als Folge des Sauerstoffverlusts könnten damit Seen größere Mengen an Methan in die Atmosphäre abgeben.

"Die Abnahme von Sauerstoff in Seen hat negative Konsequenzen für die grundlegende Funktion des Sees, seine Wasserqualität und die Biodiversität", so der Ökologe. Der beobachtete Trend ist aber nicht nur ein Problem für die komplexen Ökosysteme von Seen, die nur etwa drei Prozent der Landoberfläche der Erde ausmachen, sich aber durch eine überproportional hohe Artenvielfalt auszeichnen. Die Verschlechterung der Wasserqualität ist vor allem auch für jene Seen, die für die Trinkwasserversorgung genutzt werden, von großer Bedeutung, betonen die Forscher.