Anthropogene Zinkbelastung erreicht entlegene Ozeanregionen
Eine aktuelle Untersuchung von Forschenden der ETH Zürich und des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel belegt, dass Zinkemissionen aus menschlichen Quellen mittlerweile selbst den abgelegenen Südpazifik dominieren. Die Studie zeigt, dass Zink, welches durch fossile Brennstoffe und Industrieprozesse freigesetzt wird, über atmosphärische Aerosole weite Strecken zurücklegt und in entlegene Meeresgebiete gelangt.
Verbreitung von Zink aus menschlichen Aktivitäten
Der Südpazifik gilt als eine der naturbelassensten Meeresregionen der Erde. Dennoch belegen die Messungen, dass der Anteil anthropogenen Zinks in den Oberflächengewässern deutlich höher ist als der natürlicher Quellen. Tal Ben Altabet, Erstautor der Studie und Postdoktorand an der ETH Zürich, betont, dass keine unberührten Meeresgebiete mehr existieren, nicht einmal solche, die so isoliert sind wie der Südpazifik.
Zink und weitere Metalle gelangen bei der Verbrennung von Kohle und Öl sowie durch metallverarbeitende Industrieprozesse in die Atmosphäre. Dort binden sie sich an feine Aerosolpartikel, die über Tausende Kilometer transportiert werden, bevor sie auf die Meeresoberfläche absinken. Dieser Mechanismus ermöglicht die globale Verbreitung von Schadstoffen bis in die entlegensten Ozeanregionen.
Rolle von Zink für marine Ökosysteme
Zink ist ein essentielles Spurenelement für marine Organismen, insbesondere für das Phytoplankton, das Zink für die Photosynthese benötigt. Dieses mikroskopisch kleine Algenplankton trägt wesentlich zur Aufnahme von Kohlendioxid und zur Produktion von Sauerstoff bei und beeinflusst somit das globale Klima.
In den letzten Jahren hat die Forschung verstärkt die Isotopenzusammensetzung von Zink im Meerwasser analysiert. Isotope sind Varianten eines Elements mit unterschiedlicher Masse, deren Verhältnis als chemischer Fingerabdruck zur Identifikation von Metallquellen dient. Während natürliches Meerwasser überwiegend schwerere Zinkisotope enthält, sind Emissionen aus menschlichen Aktivitäten durch einen höheren Anteil leichter Isotope gekennzeichnet.
Untersuchungen im Südpazifik
Die Forschergruppe analysierte neben gelöstem Zink auch Zink in Meerespartikeln sowie in atmosphärischen Aerosolen. Zusätzlich wurde die Isotopenzusammensetzung von Blei gemessen, einem etablierten Indikator für Umweltverschmutzung, um menschliche Einträge besser zu identifizieren.
Die Ergebnisse zeigten, dass nahezu das gesamte Zink in den Oberflächengewässern des Südpazifiks anthropogenen Ursprungs ist und über Aerosole eingetragen wird. Natürliche Zinkquellen waren kaum nachweisbar, was die weitreichende Ausbreitung industrieller Schadstoffe belegt.
Potenzielle Auswirkungen auf marine Nährstoffkreisläufe
Die obere Meeresschicht ist natürlicherweise arm an Zink und anderen Spurenelementen, da diese vom Phytoplankton aufgenommen werden. Ein ausgewogenes Verhältnis dieser Mikronährstoffe ist für das Wachstum der Organismen entscheidend. Die kontinuierliche Zunahme anthropogener Metallemissionen könnte dieses empfindliche Gleichgewicht stören und somit Auswirkungen auf das marine Nahrungsnetz haben.
Die Forscher weisen darauf hin, dass neben Zink auch andere Metalle wie Eisen, Kupfer und Cadmium vermehrt ins Meerwasser gelangen. Die Folgen für die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Reaktion der marinen Organismen bleiben jedoch schwer vorhersehbar.
Ausblick und weitere Forschung
Um ein umfassenderes Verständnis der Verbreitung und Wirkung von Spurenelementen im Ozean zu erlangen, planen die Wissenschaftler weitere Untersuchungen in unterschiedlichen Meeresregionen. Dabei sollen die Isotopenzusammensetzungen von Zink sowie anderen biologisch relevanten Metallen wie Eisen und Kupfer in marinen Partikeln analysiert werden.
Tal Ben Altabet betont, dass nur durch vergleichende Studien verschiedener Meeresökosysteme die globalen Auswirkungen der Verschiebungen im Nährstoffhaushalt und deren Folgen für marine Organismen abschließend beurteilt werden können.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen
Dr. Tal Ben Altabet, ETH Zürich
E-Mail: tal.benaltabet@eaps.ethz.ch
Originalpublikation
Benaltabet T, Gosnell KJ, de Souza GF et al. Pervasive contamination of the remote open ocean with anthropogenic zinc. Communications Earth & Environment 7, 373 (2026). DOI: 10.1038/s43247-026-03425-y
