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FernwirkungenWüstenstaub sorgt für Sauerstoffarmut im tropischen Pazifik

Luftschadstoffe kennen keine Grenzen. Eine neue Studie im Fachmagazin "Nature Geoscience" zeigt jetzt, dass Staubpartikel und Schadstoffe aus den chinesischen Wüsten Taklamakan und Gobi auch von Ozeanströmungen über Tausende von Kilometern verdriftet werden können - und dann im tropischen Pazifik zu Sauerstoffarmut führen.

Von Volker Mrasek | 25.05.2016

Wüsten-Nationalpark in der Taklamakan-Wüste in China. Im Osten schließt sich die Wüste Gobi an.
Wüsten-Nationalpark in der Taklamakan-Wüste in China. Im Osten schließt sich die Wüste Gobi an. (imago )
Am Anfang seiner Untersuchungen stand für Takamitsu Ito ein Rätsel. Eine Beobachtung aus dem tropischen Pazifik, die sich der japanische Meeresforscher nicht erklären konnte: "Im tropischen Pazifik gibt es Bereiche, in denen das Wasser nicht mehr so viel Sauerstoff enthält. In Extremfällen ist er praktisch ganz verschwunden. Diese Sauerstoff-Minimum-Zonen nehmen zu. Das ist im Prinzip nicht überraschend. Denn auch im Meer steigen die Temperaturen, und je wärmer das Wasser, desto weniger Gas löst sich darin. Im tropischen Pazifik geht Sauerstoff aber viel schneller verloren, als es der Temperatur-Effekt erwarten ließe."
Ito arbeitet schon länger am Georgia Institute of Technology in Atlanta. Zusammen mit anderen Forschern der Technischen Hochschule in den USA präsentiert er jetzt eine erstaunliche Erklärung für das Phänomen.
Dahinter steckt demnach der rote, eisenhaltige Sand aus den berühmten Wüsten Gobi und Taklamakan in Zentralasien. Per Ferntransport gelange das Eisen bis in den tropischen Pazifik. Dort wirke es wie zusätzlicher Dünger und löse Massenblüten von Meeresalgen aus. Bei ihrer späteren Zersetzung werde jede Menge Sauerstoff im Wasser verbraucht. Dadurch entstünden dann die ausgeprägten Minimum-Zonen am Äquator.
"Diese Studie ist die erste, die zeigt, dass Wüstenstaub eine Fernwirkung über Tausende von Kilometern haben kann." Athanasios Nenes, Professor für Geo- und Atmosphärenwissenschaften am Georgia Institute.
Die Staubpartikel selbst reisen gar nicht so weit. Der Wind weht sie nach Osten aufs Meer hinaus, und dort - noch in mittleren Breiten - fallen sie mit Niederschlägen in den Nordpazifik und sinken ab. Das Eisen aber führt von diesem Moment an ein Eigenleben. Es löst sich im Meerwasser und startet eine Fernreise durch den halben Ozean. Das geschieht allerdings nur, weil sich der Wüstenstaub vorher mit Luftschadstoffen aus China beladen hat, wie Takamitsu Ito erläutert: "Der Wüstenstaub enthält eigentlich mineralisches Eisen. Meeresalgen könnten damit gar nichts anfangen. Aber wenn der Staub mit Säuren unter den Luftschadstoffen reagiert, wird das Eisen in eine wasserlösliche Form überführt."
In dieser chemischen Form kann das Eisen dann mit den vorherrschenden Strömungen im Nordpazifik bis zum Äquator driften. Die Mengen sind so groß, dass dort noch genügend Eisen ankommt, obwohl das Nährelement auch unterwegs schon von Algen aufgenommen wird.
So stellt sich das Ganze jedenfalls in einem Computermodell dar, mit dem die Forscher nicht nur den Transport der Staubpartikel simulierten, sondern auch ihre chemischen Veränderungen in Atmosphäre und Ozean. Das Eisen aus der Wüste braucht dabei viele Jahre für die Strecke von Asien bis zum Äquator: "Was wir heute beobachten, ist eine Folge der Schadstoff-Emissionen aus der Vergangenheit. Vorausgesetzt, wir liegen mit unseren Modellergebnissen richtig, dann wird die Luftverschmutzung in Asien noch lange zu Sauerstoff-Defiziten im tropischen Pazifik führen. Sie nimmt ja sogar noch weiter zu."
Nebenbei liefert die Studie auch noch Argumente gegen die bewusste Düngung des Ozeans mit Eisen. So etwas wird noch immer als Maßnahme gegen die globale Erwärmung propagiert. Durch die Eisen-Zufuhr könnten Meeresalgen zwar besser wachsen und mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Am Ende würde ihre Zersetzung aber zu noch größeren Sauerstoff-Defiziten im Ozean führen.