Was ist die Totzone des Golfs von Mexiko?

Der Mississippi ist Amerikas aquatische Aorta, die Leben durch 2.350 Meilen US-Kernland pumpt. Das Netz von Nebenflüssen erstreckt sich über 1, 2 Millionen Quadratmeilen, entwässert 30 Staaten und ist nach dem Amazonas und dem Kongo das drittgrößte Flusseinzugsgebiet der Erde.

Aufgrund des Zusammentreffens von Faktoren ist der Mississippi auch zu einem Komplizen beim Tod und der Vertreibung unzähliger Meerestiere geworden - ganz zu schweigen vom wirtschaftlichen Leid der Menschen, die von ihnen abhängig sind. Während der Fluss in den Golf von Mexiko mündet, speist er versehentlich die "tote Zone" des Gebiets, ein sauerstoffarmes Ödland, das jeden Sommer aufflammt und Schwaden des Ozeans unbewohnbar macht. Und dank historischer Überschwemmungen könnte dieses Jahr eines der schlimmsten sein, die wir je gesehen haben, sagen Experten der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Aufgerührtes Ozeansediment im Golf von Mexiko. Das Farbspektrum des Bildes wird durch Nährstoffe wie Eisen aus dem Boden und Stickstoff aus Düngemitteln ergänzt. Diese Nährstoffe fördern das Wachstum von Phytoplankton, das den Ozean blau und grün färbt. (Foto: Jeff Schmaltz / NASA-Erdobservatorium / Wikimedia Commons)

Die Golf-Totzone ist die größte in den USA und die zweitgrößte von mehr als 400 weltweit. Diese Zahl ist seit den 1960er Jahren exponentiell gewachsen. Kleinere tote Zonen sind auch in anderen US-Wasserstraßen aufgetreten, einschließlich dem Eriesee, der Chesapeake Bay, dem Long Island Sound und dem Puget Sound sowie an vielen globalen Küsten.

Die tote Zone am Golf verdankt ihre Größe - die in diesem Jahr voraussichtlich 7.829 Quadratmeilen umfassen wird - dem mächtigen Mississippi, der Tonnen landwirtschaftlicher und städtischer Abflüsse von Farmen im Mittleren Westen und Städten wie Minneapolis, St. Louis, Memphis, Baton Rouge und New Orleans sammelt. Wenn alles, was in den Golf fließt, füttert es übergroße Algenblüten, die indirekt "Hypoxie" oder niedrige Sauerstoffwerte verursachen.

Dieser Prozess betrifft jetzt Steroide, da der geschwollene Mississippi wie seit 2011 die Hochwasserrekorde bricht, die seit den 1920er und 1930er Jahren bestehen. Regelmäßige Überschwemmungen sind normal, aber auch die umgebende Landschaft des Flusses hat sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verändert, mit mehr gepflasterten Oberflächen, um natürliche Überschwemmungen zu verschlimmern, und mehr synthetischen Düngemitteln, tierischen Abfällen und anderen nährstoffreichen Schadstoffen, die auf eine Fahrt nach Süden warten. Wie die Meeresforscherin und Totzonenexpertin Nancy Rabalais Site 2011 mitteilte, setzten die mit Chemikalien beladenen Überschwemmungen die Räder in Bewegung und schufen eine massive Totzone am Golf. Das ist die gleiche Abfolge von Ereignissen, die in diesem Jahr aufgetreten sind. "Der beste Prädiktor ist die Nitratbelastung des Flusses im Mai", sagt Rabalais. "Und die Menge, die gerade sinkt, zeigt an, dass es die größte sein wird, die es je gab."

Das ist auch nicht nur ein Problem für das Leben im Meer: Viele Fischer und Garnelen sind gezwungen, ihre Beute an einer übergroßen toten Zone vorbei zu jagen, was kostenintensiv sein kann, fügt Rabalais hinzu. "Wenn das Wasser auf weniger als 2 ppm hypoxisch ist, müssen alle Fische, Garnelen oder Krabben in diesem Gebiet abreisen. Dadurch wird der Bereich, in dem Sie angeln können, erheblich verringert", sagt sie. "In der Küstenfischerei in Louisiana gibt es kleinere Boote, so dass viele von ihnen einfach nicht fischen oder schleppen können. Die derzeit erforderliche Entfernung und die Treibstoffkosten könnten sie im Hafen halten."

Wenn Algen angreifen

Phytoplankton ist das Fundament der ozeanischen Nahrungskette, aber zu viel von allem ist keine gute Sache. (Foto: NOAA MESA-Projekt / Wikimedia Commons)

Tote Zonen sind ökologische Katastrophen, aber sie werden von einem ansonsten hochstehenden Bürger verursacht: Phytoplankton (Bild), dem schwimmenden Eckpfeiler des Nahrungsnetzes der Ozeane. Unter normalen Bedingungen arbeiten sie undankbar unter der Oberfläche und machen das Leben, wie wir es kennen, möglich. Sie produzieren ungefähr die Hälfte des Sauerstoffs, den wir atmen, und spielen eine entscheidende Rolle in Ökosystemen auf der ganzen Welt.

Trotz all ihrer Vorteile ist Phytoplankton nicht für Selbstbeherrschung bekannt - überfüttern Sie sie und sie geraten plötzlich außer Kontrolle und bilden riesige "Algenblüten", die sich kilometerweit erstrecken können und oft anderes Leben ersticken. Manchmal setzen sie eine Flut von Giftstoffen frei, wie zum Beispiel verheerende rote Gezeiten, und manchmal sind sie bizarr und doch scheinbar harmlos, wie der pelzige, 12 Meilen lange "Blob", der 2009 vor der Nordküste Alaskas entdeckt wurde.

Eine rote Flut ist kaum zu übersehen. (Foto: Alfred Rowan / Shutterstock)

Algenansammlungen sind in vielen Wasserstraßen rund um den Planeten verbreitet, und eine Blüte ist kein notwendiger Zauberspruch. Der Alaska-Blob driftete schließlich ohne sichtbaren Schaden aufs Meer hinaus, und kleinere Blüten schwimmen gelegentlich sogar über kleine Flüsse und Bäche. Aber je nach Art und Menge der beteiligten Algen kann eine gewöhnliche Planktonparty schnell zu einer "schädlichen Algenblüte" oder HAB eskalieren.

Nur ein Bruchteil der Algenarten der Welt ist giftig, aber die Dinge werden hässlich, wenn sie zusammenkommen. Die wahrscheinlich berüchtigtsten giftigen Algen sind diejenigen, die für rosarote Federn verantwortlich sind, die sich unter der Oberfläche aufbauschen (Bild), gefolgt von dem Gestank vergifteter, verrottender Fische. Das Toxin reizt normalerweise die Augen und die Haut von Menschen, die bei roten Gezeiten schwimmen, und kann sogar in die Luft gelangen, wodurch ein "stechendes Gas" entsteht, das über einem Strand schwebt. Andere giftige Algen können ihre Gifte durch Bioakkumulation langsam über das Nahrungsnetz befördern und Krankheiten wie Ciguatera-Fischvergiftungen verursachen, die Übelkeit, Erbrechen und neurologische Symptome mit sich bringen können.

Ungiftige Blüten sind auch keine Heiligen, da die großen, schleimigen Matten, die sie erzeugen, häufig eine breite Palette von Küstengeschäften beeinträchtigen, von den Ernährungsgewohnheiten von Glattwalen und Fischern bis zu den Possen potenzieller Strandgänger. Sie können auch Korallenriffe und Seegraswiesen ersticken und so die verschiedenen dort lebenden Tiere gefährden, darunter einige kommerziell wichtige Fische.

Nicht einmal die schlimmsten Algenblüten erzeugen jedoch selbst hypoxische Zonen. Eine echte Totzone ist eine Teamleistung - einzelne Algen in einer Blüte sterben ab und regnen in die Tiefe, wo sie von Tiefwasserbakterien verdaut werden, ein Prozess, der Sauerstoff verbraucht. Doch selbst bei diesem plötzlichen Sauerstoffabfluss rührt die windgetriebene Ozeanbewegung normalerweise genug sauerstoffhaltiges Oberflächenwasser herunter, um eine vorübergehende Hypoxie zu heilen. Bestimmte natürliche Bedingungen, nämlich warmes Wetter und eine Schicht aus frischem und salzigem Oberflächenwasser, sind häufig erforderlich, damit sich eine tote Zone bildet.

Der nördliche Golf von Mexiko hat natürlich viel von beidem. Die tote Zone wächst im Sommer, da warmes Oberflächenwasser und kühleres Grundwasser bei steigender Hitze eine stabile Wassersäule bilden, die das vertikale Aufwirbeln verhindert, das Sauerstoff von oben abtransportieren würde. Darüber hinaus wird der Golf ständig mit Süßwasser aus dem Mississippi übergossen und bildet auf der Oberfläche einen Flüssigkeitspuffer, der sauerstoffarmes Salzwasser darunter einfängt.

Autobahn zur toten Zone

Der größte Beitrag zur Totzone des Golfs von Mexiko ist jedoch das gesamte Mississippi-Einzugsgebiet, das jedes Jahr schätzungsweise 1, 7 Milliarden Tonnen überschüssige Nährstoffe in die Gewässer des Golfs pumpt, was zu einem jährlichen Algenfütterungsrausch führt. Diese Nährstoffe stammen größtenteils aus landwirtschaftlichen Abflüssen - Boden, Gülle und Düngemitteln -, aber auch aus Emissionen fossiler Brennstoffe und verschiedenen Schadstoffen aus Haushalten und Industrie.

Autos, Lastwagen und Kraftwerke tragen zur Überernährung im Wasser bei, indem sie Stickoxide ausspucken. Sie stellen jedoch Schadstoffe aus Punktquellen dar, dh ihre Emissionen stammen aus erkennbaren Quellen, die überwacht und reguliert werden können. Viel frustrierender bei der Kontrolle sind nicht punktuelle Schadstoffe, die den größten Teil dessen ausmachen, was in den Golf fließt. Diese vielfältige Schadstoffflut fließt von Zufahrten, Straßen, Dächern, Gehwegen und Parkplätzen in Bäche und Flüsse, aber ein Großteil davon stammt aus der großflächigen Landwirtschaft im Mittleren Westen. Stickstoff- und phosphorreiche Düngemittel werden häufig für die jüngsten Hypoxiespitzen im Golf verantwortlich gemacht.

Fische werden normalerweise nicht von der toten Zone getötet, es sei denn, sie werden gegen die Küste gefangen, da sie den sinkenden Sauerstoffgehalt überschwemmen und sich woanders hin bewegen können. Diejenigen, die davonkommen, könnten jedoch eine wertvolle Küstenfischerei mitnehmen und an Land wirtschaftliche Verwüstungen anrichten. Diejenigen, die bleiben, können noch schlimmer leiden - Karpfen, die kontinuierlich in der hypoxischen Zone leben, haben kleinere Fortpflanzungsorgane, was die Aussicht auf Abstürze der Bevölkerung neben Massenmigrationen erhöht.

Einige am Boden lebende Kreaturen haben nicht die Möglichkeit, den Meeresboden zu verlassen, was sie zum Opfer Nr. 1 der toten Zonen macht. Bestimmte Würmer, Krebstiere und andere Tiere verschlucken sich, da der Sauerstoff von Bakterien abgesaugt wird, was bedeutet, dass sie nicht zurückkommen, wenn der Sauerstoff dies tut. Stattdessen tritt eine geringere Anzahl kurzlebiger Arten an ihre Stelle. Große Schnecken, Seesterne und Seeanemonen verschwanden vor 30 bis 40 Jahren weitgehend aus der toten Zone.

Hypoxie in Schach halten

Ein kommerzielles Fischerboot kommt im Delta in den Hafen. (Foto: John Wollwerth / Shutterstock)

Der Mississippi ist während der Erdbeben in New Madrid von 1811 bis 1812 kurzzeitig rückwärts geflossen, und das klingt angesichts der Verschmutzung, die er derzeit in den Golf einspeist, möglicherweise nicht so schlecht. Das Problem ist jedoch nicht der Fluss selbst, sondern was drin ist.

Die Regulierung von Schadstoffen aus nicht punktuellen Quellen ist schwierig, da sie von so vielen verschiedenen Orten stammen, und die Befürchtungen, die Agrarwirtschaft im Mittleren Westen zu verkrampfen, haben dazu beigetragen, wichtige Vorschriften zur Kontrolle des Nährstoffabflusses zu verhindern. Die EPA und mehrere andere Bundes- und Landesbehörden bildeten eine Task Force für Totzonen, und im Rahmen des EPA-Programms für den Golf von Mexiko wurden kürzlich Iowa-Beamte in Louisiana eingeladen, um sie für ihre Bemühungen zur Reduzierung des Abflusses zu belohnen. Es gibt Möglichkeiten, die vorhandene Nährstoffverschmutzung zu bekämpfen, z. B. das Anpflanzen von Feuchtgebieten oder das Aufziehen von Schalentierkolonien, um Nährstoffe aufzunehmen. Viele Landwirte nehmen jedoch bereits kleine Änderungen vor, z. B. Direktsaat oder verbesserte Entwässerungssysteme.

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, seit sie am 28. Juli 2009 zum ersten Mal erschien.

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