Haven tappar syre. Många studier baserade på direkta mätningar de senaste åren har visat detta. Eftersom vatten kan lösa upp mindre gas när temperaturen stiger, dessa resultat var inte överraskande. Förutom den globala uppvärmningen, faktorer som övergödning av kusthavet bidrar också till den pågående avoxygeneringen. Kommer haven att bli helt syrefattiga någon gång i framtiden om den globala uppvärmningen fortsätter? Sådana anoxiska faser har faktiskt inträffat flera gånger i jordens historia, i kombination med stora massutrotningshändelser. De åtföljdes också av höga koldioxidkoncentrationer i atmosfären och höga globala temperaturer.

I dag, forskare vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel publicerade modellsimuleringar i den internationella tidskriften Naturkommunikation om utvecklingen av syrehalten i haven fram till år 8000. I deras scenario, de antar att en stor del av de fossila resurserna kommer att brännas, att utsläppen fortsätter att öka fram till slutet av seklet för att sedan minska till noll till år 2300. I modellen planeten värms upp med ytterligare 6 grader, och temperaturen förblir på denna höga nivå till slutet av simuleringen.

Det överraskande resultatet gäller syrehalten i havet:Efter en ytterligare minskning under flera hundra år, havets syreförråd stiger igen och når till och med en högre nivå än före industrialiseringen på knappt 4000 år. Vid första ögonkastet, det verkar paradoxalt att trots den förväntade ytterligare expansionen av de redan befintliga syreminimumzonerna i världens hav, modellen ger en oväntad ökning av syre när den globala temperaturen stiger.

Det är känt från undersökningar av Kiel Collaborative Research Center 754 att sådana syrefattiga områden är dödszoner för större organismer som fiskar eller bläckfiskar. Dock, vissa bakterier som andas nitrat istället för syre trivs mycket bra där. "De hämtar sin energi från en kemisk process som vi kallar denitrifikation. Det är en viktig komponent i kvävets kretslopp, som resulterar i att mindre syre förbrukas under andning av organiskt material än det som produceras under fotosyntesen", förklarar professor Oschlies.

I den nya modellsimuleringen, forskarna har för första gången konsekvent kopplat syrecykeln med kvävecykeln i sådana långsiktiga globala simuleringar. Forskarna fann att på grund av de utökade syreminimumszonerna, mer och mer organiskt material andas inte längre med syre utan med nitrat genom denitrifikation. Efter flera tusen år, de associerade syrebesparingarna överstiger syreförlusten i haven orsakad av uppvärmningen. "Dock, vi kan inte tala om återhämtning, eftersom de omfattande syreminimumszonerna nära havsytan skulle stanna. En stor del av det extra syret går ut i djuphavet, säger Angela Landolfi, medförfattare till studien.

Dock, det finns ett nytt problem:de anoxiska faserna som har inträffat i jordens historia under varma klimatförhållanden är ännu svårare att förklara med de nya fynden. Det finns uppenbarligen faktorer och återkopplingsprocesser i den komplexa interaktionen av biologiska, fysiska och kemiska processer i havet som ännu inte är helt förstådda. "Det är därför studien är viktig även för nutid. Den pekar på kunskapsluckor, som växelverkan mellan denitrifikation och kvävefixering, som också kan vara relevant för pågående havsförändringar, säger Andreas Oschlies, sammanfattar studiens betydelse.