När allt fler näringsämnen från land och luft kommer in i världshaven kommer de döda zonerna utan syre i vattnet att öka i storlek och intensitet. Det är varningen för att Ph.D. Studenten Zoë van Kemenade, en organisk geokemist vid NIOZ, tar utgångspunkt från sin analys av borrkärnor från havsbotten utanför Kaliforniens kust.

Resultaten av denna forskning publiceras i tidskriften Biogeosciences .

Van Kemenade och kollegor tittade på borrkärnor som togs från Stilla havets botten utanför Kaliforniens kust så tidigt som 1997. "Det finns en mycket intressant, naturlig "död zon" där som är relativt låg i syre på grund av specifika havsströmmar från polerna och från ekvatorn", säger Van Kemenade.

"Genom att titta på hur den syrebristen under de senaste 2,5 miljoner åren har korrelerat med varmare och kallare perioder, ville vi lära oss hur den syrebristen kan fortsätta att utvecklas i framtiden under påverkan av ett förändrat klimat."

Syrebrist kan uppstå när vattnet blir varmare. Detta beror på att varmare vatten kan hålla mindre lösta gaser. På grund av den nuvarande uppvärmningen av haven innehåller de redan 2 procent mindre syre än för ett halvt sekel sedan. Men brist på syre kan också orsakas av en extra tillförsel av näringsämnen, förklarar Van Kemenade.

"Extra kväve orsakar extra tillväxt av alger. Till en början producerar alla dessa små växter i det övre lagret av vattnet syre, men när de dör och "äts upp" av bakterier på havets botten, tippar fjället och mer syre konsumeras än produceras."

För sin rekonstruktion av syrenivåer använde Van Kemenade en mycket specifik molekyl från borrkärnan. "En distinkt grupp bakterier kan bryta ner kväveföreningar under syrefria förhållanden. Dessa så kallade anammox-bakterier producerar mycket speciella molekyler i processen, ladderaner."

"Dessa bör skydda cellen från de extremt reaktiva metaboliterna i den kemiska processen. En ytterligare fördel för oss som forskare är att vi kan hitta de karakteristiska ladderanerna bokstavligen hundratusentals år senare som spår av dessa bakterieprocesser under syrefria förhållanden. "

Medan Van Kemenade hade förväntat sig att se förhållandena med låg syrehalt i "historieboken" om havsbotten gå upp och ner med varmare och kallare perioder tidigare, såg hon att ladderanes var ganska vanliga under både istider och mellanistider. "Så, för just den här platsen måste vi dra slutsatsen att syrebrist inte bara var relaterat till fluktuationerna i temperatur utan, ännu viktigare, till mängden näringsämnen i vattnet," sa Van Kemenade.

Denna studie var en av de första som använde information från ladderanes i denna skala. "Vi bör därför inte omedelbart översätta resultaten till alla hav där syrefria förhållanden kan uppstå", varnar Van Kemenade.

"Samtidigt fungerar det som en varning för att extra näringsämnen i vattnet kan orsaka stora problem för havets biologiska mångfald. Syrefria förhållanden kan få stora konsekvenser för ekosystemet, men också för till exempel fisket."

Mer information: Zoë Rebecca van Kemenade et al, Förlust av kväve via anaerob ammoniumoxidation (anammox) i Kaliforniens strömsystem under det sena kvartären, Biogeovetenskap (2024). DOI:10.5194/bg-21-1517-2024

Journalinformation: Biogeovetenskap

Tillhandahålls av Royal Netherlands Institute for Sea Research