Klimaatverandering en de zee

Veranderingen in de mariene voedselketens

De oceanen absorberen warmte uit de atmosfeer. Uit metingen blijkt dat de opwarming van de oceanen sinds enkele decennia van invloed is op diep onder het wateroppervlak gelegen gebieden. Dit heeft grote gevolgen voor de flora en fauna in de oceanen, terwijl de biodiversiteit nog sterker bedreigd is. Het duidelijkste voorbeeld hiervan is de aanwezigheid van uit warmere wateren afkomstig plankton in het noordoosten van de Atlantische Oceaan. Sommige roeipootkreeftjes trekken noordwaarts in een tempo van 200 à 250 kilometer per decennium. Deze kleine roeipootkreeftjes staan bijna onderaan de voedselketen. Vissen en andere dieren in de noordoostelijke Atlantische Oceaan eten deze roeipootkreeftjes, zodat de verspreiding van die diersoorten in de oceanen mogelijk zal veranderen als gevolg van de noordwaartse beweging van de roeipootkreeftjes.

Dieren die in een omgeving leven waar de temperaturen buiten het voor hen optimale temperatuurbereik vallen, besteden meer energie aan de ademhaling, wat ten koste gaat van andere levensfuncties. Hierdoor raken zij verzwakt en worden zij kwetsbaarder voor ziekten, waardoor andere soorten die beter aan de heersende temperaturen zijn aangepast, een concurrentievoordeel hebben. Daarnaast kunnen de eieren, larven of nakomelingen van deze dieren zich bij suboptimale temperaturen minder goed ontwikkelen. Doordat sommige soorten te kampen hebben met de nieuwe omstandigheden, kunnen zich spillovereffecten voordoen voor andere organismen die afhankelijk zijn van of in wisselwerking staan met die soorten. Deze causale reeks gebeurtenissen is uiteindelijk van invloed op het functioneren van het ecosysteem als geheel en kan leiden tot een verlies aan biodiversiteit. Dit zien we inderdaad in het geval van de roeipootkreeftjes: omdat zij een voedselbron voor zoveel andere organismen vormen, heeft het feit dat zij onder de nieuwe omstandigheden lijden, gevolgen voor de gehele voedselketen.

Hogerop in de voedselketen worden dieren die geen voedsel kunnen vinden, gedwongen zich te verplaatsen om te kunnen overleven. In Europa, waar de temperatuur van het oppervlaktewater van de zeeën sneller stijgt dan in de oceanen, verplaatsen bepaalde soorten zich vooral naar het noorden. Dit fenomeen kan een effect hebben op de visbestanden, zoals blijkt uit het feit dat makrelen inmiddels meer tijd in noordelijker gelegen wateren doorbrengen. Dit kan weer gevolgen hebben voor lokale vissers en verder weg levende gemeenschappen. Een voorbeeld voor dergelijke gevolgen was de beruchte „makreeloorlog” tussen de EU en de Faeröer. De makreeloorlog ontstond ten dele als gevolg van de overbevissing van blauwe wijting en ten dele als direct gevolg van het feit dat bepaalde vissoorten, waaronder haring en makreel, verder naar het noorden zijn getrokken vanwege stijgende zeetemperaturen. Het feit dat de visbestanden langer in de wateren rond de Faeröer vertoefden, was de aanleiding voor een geschil over visserijrechten. Vanuit het perspectief van de Faeröer hadden de lokale vissers het recht om in de eigen wateren te vissen, maar vanuit het perspectief van de EU werd inbreuk gemaakt op overeenkomsten over duurzame vangstquota, waarbij het gevaar van overbevissing bestond met verlies van inkomsten en banen in de EU als mogelijk gevolg. In 2014 werd een eind aan het geschil gemaakt toen de EU het invoerverbod op in de wateren van de Faeröer gevangen vis ophief in ruil voor de beëindiging van de bevissing door de eilandbewoners.

Verzuring

De oceanen absorberen niet alleen warmte, maar vormen ook een koolstofdioxideput. Hoe meer CO2 vrijkomt in de atmosfeer, des te meer CO2 wordt geabsorbeerd door de oceanen, waar het door reactie met water wordt omgezet in koolzuur, wat tot een verzuring van de zee leidt. De oceanen hebben meer dan een kwart van de kooldioxide geabsorbeerd die sinds 1750 door toedoen van de mens is vrijgekomen.

In elk van de vijf tijdperken in de geschiedenis van de aarde waarin tal van diersoorten zijn uitgestorven, was er steeds sprake van een verzuring van de oceanen. Vandaag de dag vindt de verzuring honderd keer zo snel plaats dan in elk ander tijdperk in de afgelopen 55 miljoen jaar en het is de vraag of de thans levende soorten zich snel genoeg kunnen aanpassen.

De verzuring heeft uiteenlopende gevolgen voor de mariene flora en fauna. Koralen, mosselen, oesters en andere zeeorganismen met schelpen van calciumcarbonaat hebben meer moeite om een schelp of een skelet te vormen naarmate de pH-waarde van het water afneemt. De door de mens veroorzaakte verlaging van de pH-waarde van zeewater kan dus van invloed zijn op hele mariene ecosystemen.

Dode zones

Door de stijgende temperaturen van de oceanen worden ook de stofwisseling van en de opname van zuurstof door organismen versneld, waardoor de zuurstofconcentratie in het water afneemt. Hierdoor kunnen delen van de oceaan uiteindelijk onbewoonbaar worden voor zeeorganismen.

Zuurstof kan ook aan het zeewater worden onttrokken doordat nutriënten in het water terechtkomen. Nutriënten die afkomstig zijn van in de landbouw gebruikte meststoffen, kunnen bijvoorbeeld door regen in zee worden gespoeld. De verrijking met nutriënten zoals nitraten en fosfaten kan ook door natuurlijke processen worden veroorzaakt, maar ongeveer 80 % van alle in de zee aanwezige nutriënten is afkomstig van activiteiten aan land en bronnen als rioolwater, industrieel afval, stedelijk afval en uitspoeling van landbouwstoffen. De rest van de nutriënten is voornamelijk afkomstig van nitreuze gassen die vrijkomen bij de verbranding van fossiele brandstoffen in het verkeer en de industrie en bij de opwekking van energie en verwarming. In delen van Europa waar de klimaatverandering voor meer neerslag en hogere temperaturen zorgt, worden de gevolgen van de verrijking met nutriënten nog eens versterkt.

De verrijking van water met nutriënten zet een proces in gang dat als eutrofiëring bekendstaat en tot buitensporige plantengroei leidt. In de zee heeft dit een zogenaamde algenbloei tot gevolg. Door excessieve respiratie en het afsterven en verrotten van deze waterplanten wordt zuurstof aan het water onttrokken. Het daardoor veroorzaakte zuurstoftekort resulteert in hypoxische gebieden of „dode zones” waar aerobe organismen niet langer kunnen overleven.

In de gedeeltelijk door land omsloten zeeën van Europa, zoals de Oostzee en de Zwarte Zee, komen reeds dergelijke dode zones voor. De watertemperatuur in de Zwarte Zee is in de afgelopen honderd jaar met ongeveer 2 °C toegenomen, waardoor de omvang van de dode zones is toegenomen. Wereldwijd is bovendien de frequentie waarmee zich dode zones voordoen, sinds het midden van de 20e eeuw elk decennium verdubbeld. En ook al zou de emissie van nutriënten in de Europese zeeën met onmiddellijke ingang worden beëindigd, volstaan de in het verleden in zee terechtgekomen nutriënten om nog decennialang voor dode zones te zorgen, voordat het evenwicht in de zeeën weer kan worden hersteld.

Een onzekere toekomst

Hoewel verschillende modellen zijn ontwikkeld waaruit mogelijke klimaatveranderingsscenario’s kunnen worden afgeleid, kan moeilijk worden voorspeld hoe de mariene soorten zullen reageren als de druk op de oceanen toeneemt. Het staat echter vast dat we in actie moeten komen om de klimaatverandering nu in te dammen, om een verdere opwarming en verzuring van de oceanen en de gevolgen daarvan voor het milieu en ons welzijn te beperken.