Eine tote Zone im Ozean ist so schlimm, wie es sich anhört, und keine Informationen über den Umfang und den Weg der toten Zonen zu haben, ist noch schlimmer. Wissenschaftler der Michigan State University (MSU) haben jedoch eine Methode aus der Vogelperspektive entdeckt, um vorherzusagen, wo, wann und wie lange tote Zonen in großen Küstenregionen bestehen bleiben könnten.
„Zu verstehen, wo sich diese toten Zonen befinden und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern können, ist der erste entscheidende Schritt, um diese kritischen Probleme zu mindern. Aber es ist nicht einfach, traditionelle Methoden zu verwenden, insbesondere bei groß angelegten Überwachungsbemühungen“, sagte Yingjie Li, der es getan hat die Arbeit als Ph.D. Student am Zentrum für Systemintegration und Nachhaltigkeit (CSIS) der MSU. Derzeit ist er Postdoktorand an der Stanford University.
Totzonen – technisch als hypoxisch bezeichnet – sind Gewässer, die bis zu einem Punkt degradiert sind, an dem Wasserlebewesen aufgrund eines niedrigen Sauerstoffgehalts nicht überleben können. Sie sind vor allem in Küstengebieten ein Problem, wo Düngerabflüsse Algenblüten nähren, die dann absterben, auf den Grund des Wassers sinken und verrotten. Dieser Zerfall verbraucht im Wasser gelösten Sauerstoff und erstickt Lebewesen wie Fische und andere Organismen, aus denen lebendige Gewässer bestehen.
Totzonen können schwer zu identifizieren und zu verfolgen sein und wurden normalerweise durch Wasserproben beobachtet. Aber wie in berichtet Fernerkundung der Umwelt, haben Wissenschaftler einen neuartigen Weg gefunden, Satellitenbilder zu nutzen, um zu verstehen, was tief unter der Meeresoberfläche vor sich geht. Sie nutzten den Golf von Mexiko an der Mündung des Mississippi als Demonstrationsgelände.
Die Gruppe ergänzte Daten aus Wasserproben mit verschiedenen Möglichkeiten, Satellitenansichten im Laufe der Zeit zu nutzen. Neben der Vorhersage der Größe hypoxischer Zonen liefert die Studie zusätzliche Informationen darüber, wo, wann und wie lange hypoxische Zonen detaillierter bestehen, und ermöglicht die Modellierung hypoxischer Zonen nahezu in Echtzeit.
Seit 1995 wurden mindestens 500 tote Küstenzonen in der Nähe von Küsten gemeldet, die zusammengenommen eine Fläche größer als das Vereinigte Königreich bedecken und die Fischerei, Erholung und die allgemeine Gesundheit der Meere gefährden. Der Klimawandel wird wahrscheinlich die Hypoxie verschlimmern.
Die Forschungsgruppe weist auf die Notwendigkeit hin, ein globales Küstenbeobachtungsnetzwerk zu initiieren, um Daten zu synthetisieren und auszutauschen, um die sich verändernden Küsten besser zu verstehen, vorherzusagen und zu kommunizieren. Derzeit ist es schwierig, an solche Daten zu kommen. Und die Einsätze sind höher, da auf einem Feld ausgebrachter Dünger in einem meilenweit entfernten Teil eines Gewässers abfließen kann. Die Gruppe weist darauf hin, dass das Telecoupling-Framework, das das Verständnis menschlicher und natürlicher Interaktionen in der Nähe und in der Ferne ermöglicht, nützlich wäre, um das Gesamtbild eines Problems zu sehen.
„Schäden an unseren Küstengewässern sind ein Fernkopplungsproblem, das weit über die toten Zonen hinausreicht – weit entfernte Orte, die übermäßig Düngemittel für die Nahrungsmittelproduktion anwenden, und noch weiter entfernte Orte, die Nahrungsmittel nachfragen. Daher ist es entscheidend, dass wir eine ganzheitliche Sichtweise einnehmen und gleichzeitig neue Methoden anwenden um ein echtes Verständnis zu erlangen“, sagte Jianguo „Jack“ Liu, MSU Rachel Carson Chair in Sustainability und CSIS-Direktor.
Außerdem, Li und Liu, wurde „Satellitenvorhersage der Küstenhypoxie im nördlichen Golf von Mexiko“ von Dr. Samuel Robinson und Lan Nguyen von der University of Calgary.
Mehr Informationen:
Yingjie Li et al, Satellitenvorhersage der Küstenhypoxie im nördlichen Golf von Mexiko, Fernerkundung der Umwelt (2022). DOI: 10.1016/j.rse.2022.113346