Große Ostseezuflüsse haben keine langfristigen Folgen für Hypoxie im zentralen Ostseegebiet im 20. Jahrhundert

Warum das für unsere Meere wichtig ist

Weltweit entstehen in Küstenmeeren immer mehr „Totzonen“, Bereiche, die von Sauerstoff so stark entzogen sind, dass die meisten Meereslebewesen dort nicht überleben können. Die Ostsee in Nordeuropa beherbergt eine der größten dieser Zonen. Lange vermuteten Wissenschaftler, dass ein riesiger Schwall salzigen Wassers, der 1951 aus der Nordsee hineindrückte, die Grundlage für diese langandauernde Sauerstoffkrise gelegt haben könnte. Diese Studie nutzt moderne Computersimulationen, um zu klären: Hat dieses eine extreme Ereignis wirklich das System gekippt, oder sind langsamere, vom Menschen verursachte Veränderungen der Hauptschuldige?

Ein Meer mit Neigung zu Sauerstoffarmut

Die Ostsee ist fast geschlossen, erhält viel Süßwasser aus Flüssen und hat nur eine schmale Verbindung zum Ozean. Das führt zu einer stabilen Schichtung: leichteres Oberflächenwasser liegt über schwererem, salzigerem Tiefenwasser. Diese Dichteschichtung, die Halokline, wirkt wie ein Deckel: Sauerstoff aus der Oberfläche gelangt kaum in die tiefen Becken, während dort durch den Zerfall organischer Substanz fortwährend Sauerstoff verbraucht wird. Sinkt der Sauerstoff unter einen kritischen Wert, wird das Tiefenwasser hypoxisch, fällt er auf null, anoxisch. Parallel dazu haben jahrzehntelange nährstoffreiche Einträge aus Landwirtschaft, Abwasser und Atmosphäre das Meer „überdüngt“, Algenblüten gefördert, die absinken und verrotten und so den Sauerstoff in der Tiefe weiter aufbrauchen.

Salzwasserschübe und ein langjähriges Rätsel

Von Zeit zu Zeit fließen starke Schübe dichter, salziger Nordseewassers in die Ostsee, gleiten am Meeresboden entlang und belüften vorübergehend die tiefen Becken. Der stärkste jemals gemessene dieser Schübe, ein sogenannter Major Baltic Inflow, ereignete sich 1951. Sedimentaufzeichnungen und andere Daten zeigen, dass sich die zentrale Ostsee in den 1950er-Jahren rasch in einen hypoxischeren Zustand wandelte. Diese Übereinstimmung führte zu der provokanten Idee: Möglicherweise hat der Zufluss von 1951 die Dichteschichtung so verstärkt, dass das System Jahrzehnte lang in einem Zustand des Sauerstoffverlusts fixiert wurde. Frühere Arbeiten konnten den Effekt dieses einzelnen Ereignisses jedoch nicht klar von anderen Einflüssen wie Nährstoffeinträgen und natürlichen Klimaschwankungen trennen.

Das Meer mit virtuellen Experimenten testen

Um diese Effekte zu entwirren, nutzten die Autorinnen und Autoren ein dreidimensionales Ozean‑Ökosystem‑Modell der gesamten Ostsee. Sie führten 13 Simulationen für das 20. Jahrhundert durch, darunter einen realistischen Referenzlauf und mehrere „Was-wäre-wenn“-Szenarien. In einem entfernten sie den Zufluss von 1951 vollständig; in einem anderen ersetzten sie ihn durch ein deutlich schwächeres Zuflussmuster; in zehn weiteren vertauschten sie Jahre mit generell schwachen Zuflüssen, um eine Ostsee zu imitieren, die selten starke Salzwasserschübe erhält. In allen Fällen verfolgte das Modell, wie stark die Wassersäule geschichtet war und welcher Anteil der einzelnen Tiefbecken über viele Jahrzehnte hypoxisch oder anoxisch wurde.

Was die Totzone wirklich antreibt

Die Ergebnisse zeigen ein klares Muster. Starke Zuflüsse beeinflussen grundsätzlich, wie scharf die Ostsee geschichtet ist, besonders in den tiefen Gotland-Becken, und sie beeinflussen den Sauerstoffgehalt in einigen Regionen. Doch selbst das rekordverdächtige Ereignis von 1951 hinterließ keinen langfristigen Fingerabdruck auf die Ausdehnung der Sauerstoffarmut: Seine Effekte verblassten innerhalb von etwa zehn Jahren, und Simulationen mit oder ohne diesen Schub konvergierten zu nahezu gleichem hypoxischem Volumen. Im Gegensatz dazu zeigt sich in jedem Szenario ein allmählicher, beckenweiter Anstieg der Hypoxie von den 1940er- bis in die 1980er‑Jahre, der mit der Geschichte der Nährstoffanreicherung übereinstimmt. Die Studie zeigt außerdem, dass unterschiedliche Tiefbecken unterschiedlich reagieren: Das Bornholm-Becken wird von einer breiten Palette von Zuflüssen stärker belüftet, während das abgelegenere westliche Gotland-Becken hauptsächlich zusätzliches Salz erhält, das die Schichtung verstärkt, aber wenig zusätzlichen Sauerstoff liefert, sodass die Hypoxie dort bei häufigen Zuflüssen zunimmt.

Ein sich selbst verstärkendes Problem

Sobald Tiefenwasser hypoxisch wird, gerät die Ostsee in einen „Teufelskreis“: Niedriger Sauerstoff begünstigt die Freisetzung von Phosphor aus Sedimenten, was Blüten stickstofffixierender Cyanobakterien antreibt. Ihr Zerfall verbraucht weiter Sauerstoff, wodurch das System zunehmend von diesem internen Recycling geprägt wird statt nur von Nährstoffzuflüssen vom Land. Das Modell zeigt, dass dieses interne Feedback etwa ein Jahrzehnt nach dem Zufluss von 1951 dominant wird, unabhängig davon, ob dieser Zufluss in den Simulationen vorhanden ist oder nicht, und unterstreicht, dass langfristige Eutrophierung – nicht ein einzelner physikalischer Schock – die Entwicklung des Systems steuert.

Was das fürs Retten der Ostsee bedeutet

Für Entscheidungsträger und Bürger ist die Botschaft ernüchternd, aber zugleich ermutigend. Die Ausdehnung der tiefen „Totzone“ der Ostsee im 20. Jahrhundert lässt sich nicht auf ein einmaliges Naturereignis zurückführen, selbst nicht auf einen so dramatischen Zufluss wie 1951. Vielmehr ist sie überwiegend die Folge langfristiger Nährstoffanreicherung in einem von Natur aus geschichteten Meer. Natürliche Schwankungen bei Zuflüssen und Klima prägen regionale Details und kurzzeitige Auf- und Abschwünge, spielen jedoch eine sekundäre Rolle. Das bedeutet: Der wirkungsvollste Weg, Hypoxiegebiete in einer sich erwärmenden Zukunft zu verringern, bleibt klar: Bemühungen zur Reduktion der Nährstoffverschmutzung vom Land fortsetzen und verstärken, um diesem verletzlichen Meer wieder Luft zum Atmen zu geben.

Zitation: Naumov, L., Meier, H.E.M. Major Baltic Inflows do not have long-lasting consequences for 20^th-century hypoxia in the central Baltic Sea. Commun Earth Environ 7, 205 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03245-0

Schlüsselwörter: Hypoxie in der Ostsee, Eutrophierung, große Ostseezuflüsse, küstennahes Totzonen, marine Sauerstoffverarmung