Übersäuerung der Ozeane – eine weitere Umweltgefährdung


Übersäuerung der Ozeane – eine weitere Umweltgefährdung

 

Von Bernd Stracke

Der Planet Erde ist endlich. Der Lebensraum für uns Menschen wird – nicht zuletzt am Lande durch Ver-Wüstung und zu Wasser durch das drohende unaufhaltsame Ansteigen des Meeresspiegels – von Minute zu Minute kleiner, während wir Menschen immer mehr werden.[1] Viele Millionen Menschen haben schon heute nicht genügend reine Luft, sauberes Wasser und ausreichend Nahrung. Der Ressourcenhut brennt also bereits an vielen Ecken, und jetzt bekommen wir auch noch Saures!

Nicht genug damit, dass immer mehr Wissenschafter dem Kohlendioxid, also dem CO2, die Haupt- oder zumindest eine beträchtliche Mitschuld am Klimawandel[2] zuschreiben (vgl. auch Lesestück „Energiewende“ von Gerulf Stix in dieser Ausgabe), bereitet den Forschern nun auch zusätzlich die Ozeanversauerung große Sorgen. Dieses Phänomen ist alles andere als „ohne“: Die nachgewiesene Steigerung des Kohlendioxidanteils in der Atmosphäre führt dazu, dass unsere Meere immer saurer werden. Je mehr vom wasserlöslichen Gas CO2 in die Luft gelangt, desto mehr davon schwindelt sich auch ins Wasser. Durch die Erhöhung des Kohlensäureanteils sinkt aber der pH-Wert, das Wasser wird also saurer. Seit Beginn der Industriellen Revolution, so konnten Experten des Max-Planck-Instituts[3] kürzlich nachweisen, sank der damals noch mit 8,2 leicht im alkalischen Bereich liegende pH-Wert um 0,1 auf etwa 8,1. Aufgrund der logarithmischen Stauchung des pH-Werts entspricht der nach gar nicht viel aussehende Zehntelpunkt aber in Wahrheit einem Schritt um 30 Prozent in Richtung zunächst neutralen und dann sauren Wassers.

Bei Fortsetzung dieser Entwicklung droht der Meeresvegetation dadurch höchstes Ungemach: Die Kalkproduktion in Muschelschalen und Schneckengehäusen wird gestört, die natürlichen Panzer können sich sogar auflösen. Zudem haben Simulationen der Max-Planck-Forscher ergeben, dass es den Algen bei zunehmender Meeresversauerung nicht mehr gelingt, CO2 in Zucker und andere lebenswichtige Moleküle umzuwandeln, was zu einer dramatischen Verringerung des Planktonwachstums[4] schon in naher Zukunft führen muss. Was das für die Nahrungskette des Menschen in den ohnehin bereits über weite Distanzen leer gefischten Ozeanen bedeutet, kann man sich ausmalen. Immerhin werden jeweils rund 40 Prozent der auf dem Festland und im Meer entstehenden Biomasse – jährlich schenkt uns die Natur zu Lande und im Wasser insgesamt rund 245 Milliarden Tonnen davon – vom Menschen konsumiert.

Beeinträchtigung durch Plastikmüll

Übrigens nimmt Plankton auch, wie man erst seit kurzem weiß, freigesetzte Chemikalien und bis zur Pulverisierung zerkleinerte Bruchstücke von im Meer schwimmendem Plastikmüll und von Chemikalien, die bei dessen Erosion frei werden, direkt in die Organismen auf. Diese „Delikatessen“ beeinträchtigen den Lebens- und Vermehrungszyklus der Mikrotierchen zusätzlich. Ursprünglich waren Forscher davon ausgegangen, dass die zerriebenen Kunststoffteile „nur“ von größeren Meerestieren aufgenommen werden, die eben Plastik mit Plankton verwechseln. In manchen Meeresdrift-Strömungswirbeln kommt es schon seit längerer Zeit zu einer erheblichen Verdichtung des Plastikmülls. Vor 16 Jahren wurde das im Nordpazifik aufgetretene Phänomen erstmals als „Great Pacific Garbage Patch“ (großer Pazifikmüllfleck) beschrieben. Nahtlos steigen mit dem Müll Krebs verursachende Chemikalien wie DDT, Polystyrol und polychlorierte Biphenyle vom Plankton die Nahrungskette aufwärts und landen letztlich auch in den Mägen ihres Verursachers, des Menschen. Wie „nachhaltig“ diese Facette der Vergiftung unserer marinen Ressourcen wirkt, zeigt der Fall des Frachtschiffes „Tokio Express“, das auf dem Weg von Hongkong nach Washington 29.000 bunte Spielzeugtiere verlor: Alle drei Jahre werden Teile dieser verlorenen Ladung in Alaska angespült, woraus man errechnet hat, dass der Müll mit einer Geschwindigkeit von 0,4 Stundenkilometern in einem riesigen Kreis zirkuliert – offenbar endlos.

Weniger Wolken, mehr Sonnenaufheizung

Das ist aber noch nicht alles: Die Abnahme der Planktonmengen wirkt sich auch direkt auf den Kohlenstoffkreislauf aus. Pflanzliches Plankton nimmt große Mengen an Kohlendioxid auf und wandelt es in Biomasse um. Sterbende Algen sinken in die Tiefe ab und entfernen so große Mengen von CO2 aus den oberen Meeresschichten, weswegen das Meer von Klimaforschern als Kohlenstoffsenke bezeichnet wird. Je mehr Plankton aus Versauerungsgründen abnimmt, desto weniger Kohlendioxid wird gebunden.

Die Ozeanversauerung bewirkt aber auch andere Rückkoppelungen, die den Treibhauseffekt verstärken: Die Hamburger Ozeanografin Tatiana Ilyina führte Simulationsversuche durch, die eindeutig zeigten, dass mit der Ozeanversauerung das in der Atmosphäre befindliche Dimethylsulfid abnimmt, welches beim Sterben der Algen entsteht und das als Wolkenbildner wirkt. Fatale Wirkung dieses Prozesses: Es kommt zu geringerer Wolkenbildung, was zur Folge hat, dass weniger Sonnenlicht, d. h. weniger Sonneneinstrahlung in den Weltraum reflektiert wird, wodurch es zu einer zusätzlichen Aufheizung der Erde kommt.

Die bösen Zwillinge

Im Forscherenglisch hat sich bereits der Begriff der „Evil Twins“, also der „bösen Zwillinge“ für die Erderwärmung und die Ozeanversauerung durchgesetzt. Dabei ist noch gar nicht ausreichend erforscht, inwieweit der Kohlenstoffkreislauf im Meer auch andere Vorgänge beeinflusst, etwa den Stickstoffkreislauf. Dieser wird unter anderem von den – früher als „Blaualgen“ bezeichneten – Cyanobakterien stimuliert, welche es seit hunderten Millionen Jahren gibt. Sie entwickelten sich zu einer Zeit, als in der Erdatmosphäre noch wenig Sauerstoff, dafür aber viel CO2 vorhanden war. Eine erhöhte CO2-Konzentration treibt allerdings Cyanobakterien, die zu den wenigen Organismen gehören, die Luftstickstoff in andere Stickstoffverbindungen umwandeln können, zu Höchstleistungen an. Mehr CO2 bedeutet damit mehr Stickstoffverbindungen. Ob das für das Leben auf der Erde vor- oder nachteilhaft ist, wird derzeit untersucht. Tatiana Ilyina stellte beispielsweise Berechnungen darüber an, ob die Meeresversauerung eventuell künstlich zu stoppen wäre. Die Forscherin ging dabei vom seltsamen Faktum aus, dass Karbonat-Ionen, die bei der Verwitterung von Kalkstein entstehen, das Wasser keineswegs versauern, sondern im Gegenteil alkalisieren. Aus abgebautem Gestein entstandene Karbonat-Ionen neutralisieren also Säure und mildern den CO2-Effekt. Was läge also näher, als eine „Düngung“ der Meere mit alkalischen Verbindungen wie etwa Kalziumhydroxid („Löschkalk“) zu versuchen? Derartige Methoden zur künstlichen Bekämpfung des Klimawandels haben auch schon einen Namen: Sie werden als „Geo-Ingeneering“ bezeichnet. Ernüchterndes Ergebnis der Simulation: Man müsste weltweit die 200fache Menge der durch natürliche Verwitterung entstehenden Ionen ins Meer kippen. Insgesamt wären völlig unrealistische Quantitäten von etwa 70 bis 100 Milliarden Tonnen Kalkstein vonnöten! Ganz zu schweigen davon, dass in den Zonen, in denen der Kalk ins Meer gekippt werden müsste, der pH-Wert lokal und vorübergehend auf bis zu 8,7 ins Alkalische ansteigen würde, bis sich die Substanzen durch Strömungen entsprechend verteilen könnten. Das würde einen massiven Eingriff in die Ökosysteme mit unabsehbaren Konsequenzen für die Lebewesen bedeuten. Tatiana Ilyinas Konklusio: „Das Beziehungsgeflecht von Biochemie und Klima ist zu komplex, als dass der Mensch die Wirkung kontrollieren könnte, wenn er einzelne Prozesse wie den Kohlenstoffkreislauf aus dem Gleichgewicht bringt.“

Es stehen uns, die wir in einer hochtechnisierten Welt leben, also noch viele unangenehme Überraschungen bevor.

Anmerkungen

[1] Zu Jahresbeginn 2013 waren wir 7,1 Milliarden Menschen. Die UNO rechnet bis 2015 mit einer Bevölkerungszunahme um weitere 78 Millionen pro Jahr

[2] Der 1988 von der UNO mitgegründete Weltklimarat (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change) mit Sitz in Genf betreibt keine eigene Forschung, sondern liefert einen Überblick über die weltweit an Universitäten, Instituten und anderen Forschungseinrichtungen gewonnenen Erkenntnisse. Der 2007 vorgelegte vierte Sachstandsbericht (www.ipcc.ch) beseitigte bisherige wissenschaftliche Zweifel am Klimawandel und beurteilte es als sehr wahrscheinlich (Wahrscheinlichkeit größer als 90 Prozent), dass der größte Anteil der beobachteten Erwärmung seit Mitte des 20. Jahrhunderts vom Menschen verursacht wurde. Den zukünftigen Klimawandel beschreibt der Bericht dramatisch: Im schlimmsten Szenario sei mit einer Erwärmung zwischen 2,4 und 6,4 Grad Celsius bis 2100 zu rechnen. Eine große Gefahr dieser Temperaturerhöhung wird in irreversiblen Klimafolgen gesehen, so etwa dem Abschmelzen der polaren Eisschilde, welches den Klimawandel weiter verstärkt und zum Anstieg des Meeresspiegels führt. Schlimmste Auswirkungen könnten nur verhindert werden, wenn die Erderwärmung auf maximal zwei bis drei Grad Celsius begrenzt wird. Die dazu notwendigen Anstrengungen kosteten mit maximal drei Prozent des globalen Bruttosozialproduktes deutlich weniger als die Folgen eines ungebremsten Klimawandels. Allerdings müsse eine Trendwende beim Klimagas-Ausstoß in zehn Jahren erreicht werden. Bislang ist diese Trendwende jedoch nicht erreicht – im Gegenteil steigen die Treibhausgasemissionen weiter an. Die 2009 begonnenen Arbeiten zum fünften Sachstandsbericht sollen zwischen 2013 und 2014 abgeschlossen sein.

[3] Die nach dem bedeutenden deutschen Physiker und Begründer der Quantenphysik Max Planck benannte Gesellschaft gilt als Deutschlands erfolgreichste Forschungsorganisation. Seit ihrer Gründung 1948 finden sich 17 Nobelpreisträger in den Reihen ihrer Wissenschafter, die jährlich mehr als 15.000 Publikationen in internationalen Fachzeitschriften lancieren. Derzeit betreiben 82 Max-Planck-Institute Grundlagenforschung in den Natur-, Bio-, Geistes- und Sozialwissenschaften im Dienst der Allgemeinheit. Max-Planck-Institute entstehen um weltweit führende Spitzenforscher herum. Diese bestimmen ihre Themen selbst, erhalten beste Arbeitsbedingungen und haben freie Hand bei der Auswahl ihrer Mitarbeiter.

[4] Biologisch gesehen gehört Plankton jeweils zum Teil dem Reich der Pflanzen (Phytoplankton, etwa Grünalgen), der Protisten (Zooplankton, etwa Kieselalgen), der Stramenopilen (Pflanzengeißler) und der Bakterien (Cyanobakterien) an. Phytoplankton baut seine Substanz mittels Photosynthese aus Kohlenstoff und Nährstoffen auf und ist damit die Basis der Nahrungspyramide in stehenden und langsam fließenden Gewässern. Es dient vielen Tieren, die am Boden der Binnengewässer und Meere leben, als Nahrungsgrundlage. Phytoplankton dürfte auch für die Produktion von 50 bis 80 Prozent des Sauerstoffs in der Atmosphäre verantwortlich sein. Vor allem durch ansteigende Meerestemperaturen ging die Menge des marinen Phytoplanktons seit 1950 bereits um 40 Prozent zurück.

Bearbeitungsstand: Montag, 30. September 2013

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