Allgegenwärtige Kontamination des entfernten offenen Ozeans mit anthropogenem Zink

Unsichtbares Metall in einem scheinbar unberührten Meer

Weit entfernt von geschäftigen Küsten wirkt die Mitte des Südpazifiks wie einer der letzten unberührten Orte der Erde. Diese Studie zeigt jedoch, dass selbst diese abgelegenen blauen Gewässer eine menschliche Handschrift tragen: eine subtile, aber weit verbreitete Kontamination durch Zink, ein Metall, das durch Industrie und die Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird. Indem die Autoren die chemischen „Akzente“ von Zink und Blei in Luftstaub und winzigen Meerespartikeln verfolgen, zeigen sie, dass Verschmutzung und nicht natürliche Prozesse nun einen wichtigen Teil des metallischen Kreislaufs im Ozean dominiert.

Warum Zink im Ozean wichtig ist

Zink mag wie ein weiteres Metall klingen, aber im Ozean wirkt es ein wenig wie ein Vitamin. Mikroskopische Pflanzen, die Phytoplankton, nutzen es für Enzyme, die ihnen helfen, Nährstoffe zu erschließen und Kohlendioxid aus der Luft aufzunehmen. Jahrelang rätselten Ozeanographen darüber, warum die oberen Schichten warmer, nährstoffarmer Meere ungewöhnlich „leichtes“ Zink aufweisen — Zink, dessen Atome sich in der Masse leicht vom globalen Durchschnitt unterscheiden. Einige vermuteten, dass natürliche Prozesse selektiv „schweres“ Zink aus dem Wasser entfernten. Andere vermuteten eine zusätzliche Zufuhr von leichtem Zink aus der Atmosphäre, doch die Belege dafür waren dünn.

Staub quer durch den Südpazifik verfolgen

Um diese Möglichkeiten zu entwirren, segelten die Forschenden durch einen der isoliertesten Ozeanabschnitte der Erde, zwischen Chile und Neukaledonien. Auf dem Weg sammelten sie sowohl luftgetragene Partikel als auch Schwebstoffe aus den oberen 500 Metern der Wassersäule. Im Labor trennten sie verschiedene Partikeltypen sorgfältig und maßen nicht nur die Zink- und Bleigehalte, sondern auch die feinen Variationen in ihren Isotopen — die unterschiedlichen atomaren Formen jedes Elements. Weil Industrieerze aus verschiedenen Regionen charakteristische Isotopenmuster besitzen, wirken diese Messungen wie Barcodes, die auf die Herkunft der Metalle hinweisen können.

Ein Verschmutzungszeichen in jeder Probe

Das Zink in den Meerespartikeln erwies sich in seiner isotopischen Zusammensetzung konsistent als leichter als das im umgebenden Meerwasser gelöste Zink und stimmte eng mit den über derselben Region eingefangenen luftgetragenen Partikeln überein. Das Blei in diesen Partikeln erzählte eine ähnliche Geschichte. Dessen Isotope ordneten sich entlang Mischpfaden zwischen bekannten Industriequellen in Australien, Südamerika, den Vereinigten Staaten und China an. Anders gesagt: Die Metalle in der Wassersäule waren eng mit staubbedingter Verschmutzung verbunden, nicht mit Gestein, Flussablagerungen oder rein biologischen Rückständen. Verglichen mit anderen Elementen wie Phosphor, Mangan und Aluminium fanden die Autoren enorme Zinküberschüsse, die weder durch Planktonwachstum noch durch natürliche Metallüberzüge oder mineralischen Staub allein erklärt werden konnten.

Natürliche und menschliche Quellen abwägen

Mit einfachen verhältnisbasierten Modellen schätzte das Team, welcher Anteil des partikulären Zinks aus drei breiten Quellen stammte: lebendem Material, natürlichen Metalloxiden und menschengemachten Aerosolen. In mehr als vier von fünf Proben lieferte die Verschmutzung über 80 Prozent des Zinks. Berechnungen der Gesamtzinkzufuhr aus der Atmosphäre deuteten darauf hin, dass diese vom Menschen getriebene Versorgung in dieser Region um ein bis zwei Größenordnungen größer ist als das natürliche Zink aus mineralischem Staub und global mit Beiträgen von Flüssen und hydrothermalen Quellen vergleichbar ist. Da Zink aus diesen Aerosolen stark löslich ist, löst es sich leicht in der sonnenbeleuchteten Oberfläche und kann dort die isotopische Balance und die Verfügbarkeit dieses wichtigen Mikronährstoffs verändern.

Was das für das Leben im offenen Ozean bedeutet

Für Nichtfachleute ist die zentrale Botschaft eindrücklich, wenn auch subtil: Selbst in den entlegensten Teilen des Meeres ist die Chemie essentieller Nährstoffe nicht mehr rein natürlich. Die Studie zeigt, dass menschengemachte Emissionen zinkreicher Partikel inzwischen die dominierende Quelle für partikuläres Zink im oligotrophen Südpazifik sind und wahrscheinlich die ungewöhnlich leichte Zinksignatur erklären, die Chemiker in weiten Teilen der oberen Ozeane beobachten. Da industrielle Zinkemissionen voraussichtlich zunehmen, könnte dieses zusätzliche Metall Nährstoffbilanzen verschieben und die Zusammensetzung von Planktongemeinschaften, die marine Nahrungsnetze tragen und das Klima mitregulieren, subtil verändern. Von oben mag der Ozean noch unberührt erscheinen, auf atomarer Ebene ist er jedoch zunehmend von unserer Industriezeit geprägt.

Zitation: Benaltabet, T., Gosnell, K.J., de Souza, G.F. et al. Pervasive contamination of the remote open ocean with anthropogenic zinc. Commun Earth Environ 7, 373 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03425-y

Schlüsselwörter: Meeresverschmutzung, atmosphärische Aerosole, Sporenmetalle, Zinkkreislauf, Südpazifik