Versauerung der Meere durch das Treibhausgas CO2
Prof. Dr.-Ing. Marcel Oberweis
Anlässlich der UN-Klimakonferenz in Warschau wurde der Versauerung der Meere durch das Kohlendioxid (CO2) eine hohe Bedeutung gewidmet. Die steigende CO2-Emission, bedingt durch die steigende Verbrennung von fossilen Energien sowie die ungebremste Rodung der Wälder, bedeutet eine erhöhte Eintragung von mehr CO2 in die Ozeane, die größten CO2-Speicher.
Fatale Rückkopplung: Die Versauerung der Meere verändert nicht nur marine Ökosysteme, sie heizt auch dem Klima zusätzlich ein. Denn sinkt der pH-Wert der Ozeane, produziert das Phytoplankton weniger Dimethylsulfid. Diese Schwefelverbindung aber wirkt zurzeit als wichtiges Kühlmittel im Klimasystem, Denn aus ihm bilden sich kühlende Schwefelaerosole, wie die Forscher im Fachmagazin “Nature Climate Change” berichten.1)
Wenn man in Betracht zieht, dass der Kohlenstoff in den Gesteinen der Erdkruste für Jahrmillionen gebunden ist, dann kann man den momentanen Austausch zwischen den Kohlenstoffreservoiren – die Landbiosphäre, die Atmosphäre und die Ozeane als durchaus rasch bezeichnen. Laut den Aussagen der Klimawissenschaftler befinden sich 38.000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in den Ozeanen, 16-mal mehre als in der Landbiosphäre und etwa 60-mal so viel wie in der vorindustriellen Atmosphäre. Demzufolge übernehmen die Ozeane eine entscheidende Rolle im atmosphärischen CO2-Gefüge. Mit Blick auf den Klimawandel wissen wir, dass sich die CO2-Konzentration in den 12.000 Jahren seit der letzten Eiszeit bis zum Beginn der industriellen Revolution nur geringfügig änderte.
Der erhöhten Einbringung von CO2 in die Atmosphäre folgt jedoch eine langsame Einlagerung desselben in den Ozeanen, dies aufgrund ihrer geringen Durchmischungsgeschwindigkeit. Für die Entwicklung des Weltklima ist es jedoch wichtig zu wissen, wie viel CO2 in den Ozeanen gebunden wird – für das Jahr 2000 wurden etwa 1,4 Milliarden Tonnen ermittelt. Ohne diese Einbringung in die Weltmeere läge die atmosphärische CO2-Konzentration heute bei etwa 445 ppm. Und laut den IPCC-Unterlagen wird sich die Aufnahmekapazität der Ozeane bis zum Jahr 2100 um etwa 10 Prozent verringern.
Es wurde ebenfalls festgestellt, dass sich die atlantische Umwälzströmung in den letzten Jahrzehnten verlangsamt hat, somit gelangt weniger CO2-gesättigtes Wasser des Oberflächenwassers in die Tiefsee – der Atlantik kann weniger CO2 aufnehmen als früher. Wenn weniger CO2-haltiges Wasser in Richtung Nordatlantik fließt, sinkt dort auch weniger von dem Wasser in die Tiefe. Dies bedeutet, dass weniger CO2-haltiges Wasser von der Meeresoberfläche entfernt wird und kaum neues CO2 aus der Luft aufgenommen werden kann – der atlantische Ozean verringert seine Pufferwirkung. Die Erhöhung der Meeresoberfläche beeinflusst negativ die Aufnahme von CO2, da mit steigender Temperatur weniger CO2 aufgenommen wird. Das CO2 wird im Wasser gelöst, wobei sich Kohlensäure bildet, diese lässt das Meerwasser sauer werden – der pH-Wert verringert sich zusehends. Die Kalkgehäuse von Muscheln, Korallen und Krebsen lösen sich auf, Stachelhäuter und Weichtiere reagieren ebenfalls sehr empfindlich auf den sinkenden pH-Wert.
Der Grund dafür, dass verschiedene Tiergruppen unterschiedlich auf die Ozeanversauerung reagieren, liegt daran, dass sie sich in ihren Körperfunktionen grundlegend unterscheiden. Während zum Beispiel Fische körperlich sehr aktiv sind und einen zunächst fallenden pH-Wert in ihrem Blut sehr gut wieder ausgleichen können, haben es Korallen schwer. Sie verbringen ihr ganzes Leben an einem Ort und können sie einen erhöhten Kohlendioxidgehalt im Körper nicht so gut kompensieren, weil ihnen die entsprechend leistungsfähigen physiologischen Mechanismen fehlen. Ein nicht kompensierter pH-Wert in den Körperflüssigkeiten kann dann beispielsweise dazu führen, dass die Koralle in geringerem Ausmaß kalzifiziert, das heißt ihr Kalkskelett weniger vor Erosion schützt und es nicht reparieren oder ausbauen kann.2)
Seit dem Beginn des Industriezeitalters verringerte sich der pH-Wert um 15 Prozent auf den Wert von 8,1. Bis zum Ende dieses Jahrhundert soll er nach Prognosen des Weltklimarats IPCC um weitere 0,3 Einheiten auf 7,8 sinken.
Bei dem schnellsten vergleichbaren Ereignis in der Vergangenheit, dem thermischen Maximum vor 56 Millionen Jahren, dauerte Vergleichbares dagegen Tausende von Jahren. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird ein so niedriger pH-Wert in den Ozeanen erwartet, wie er seit wenigstens 650.000 Jahren nicht mehr vorgekommen ist. Die Ozeanversauerung steht im Mittelpunkt der weltweiten Forschung – die Einflüsse der Ozeanerwärmung und die möglichen Rückkopplungseffekte müssen noch weiter untersucht werden.
Als Fazit gilt: „Die unterschiedlichen Folgen des Klimawandels trifft alle Menschen jedoch mit unterschiedlicher Heftigkeit, alle werden jedoch in tiefgreifend veränderten Ökosystemen leben.“
Man kann nur hoffen, dass sich die Politik und die Gesellschaft diesen brisanten Themen unverzüglich annehmen und tragbare Lösungen für die gravierenden Einflüsse anbieten werden – denn es geht immerhin um das Überleben auf dem Planeten.
Literaturhinweise:
1) http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-16582-2013-08-27.html
2) http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-16578-2013-08-26.html
3) http://de.wikipedia.org/wiki/Versauerung_der_Meere
4) http://www.eike-klima-energie.eu/uploads/media/Versauerung_der_Meere_01.pdf