Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ozeane in Atemnot

10.02.2009
Die Versauerung der Ozeane, verursacht durch die Kohlendioxid-Emissionen der Menschheit, verändert den Kohlenstoffhaushalt der Meere und lässt ausgedehnte Sauerstofflöcher in mittleren Wassertiefen entstehen. Der Sauerstoffmangel bedroht Meereslebensräume und ihre Nutzbarkeit durch den Menschen.

"Überraschenderweise wirkt die Versauerung der Ozeane dem Klimawandel entgegen, aber sie hat dramatische ökologische Auswirkungen", sagt Hans Joachim Schellnhuber, Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK).

Gemeinsam mit Matthias Hofmann vom PIK hat Schellnhuber untersucht, wie ein unverminderter Ausstoß von Kohlendioxid die Stoffkreisläufe im Meer in diesem Jahrtausend verändern könnte.

In der aktuellen Ausgabe des Magazins "Proceedings of the National Academy of Sciences" beschreiben die beiden Autoren nun drei Haupteffekte der Versauerung: Das Wachstum kalkbildender Organismen nimmt ab, was der Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre - und damit dem Klimawandel - als negative Rückkopplung entgegenwirkt. Das heißt der dämpfende Effekt wird umso stärker, je höher die Kohlendioxid-Konzentration steigt.

Der zweite Haupteffekt ist eine positive Rückkopplung, die den Konzentrationsanstieg verstärkt: Da weniger Kalk gebildet wird, sinkt mangels Ballast weniger Kohlenstoff zum Meeresgrund. Dieser Effekt ist jedoch schwächer als die negative Rückkopplung. Der dritte und deutlichste Effekt ist die Aufzehrung des Sauerstoffs in mittleren Wassertiefen, da dort mehr organisches Material biologisch zersetzt wird.

"Wir haben erstmals die komplexen Auswirkungen der Versauerung auf die Ozeane mit einem komplexen biogeochemischen Modell berechnet", sagt der Autor Matthias Hofmann. Die Forscher gingen vom so genannten Business-as-usual-Szenario A1FI des Weltklimarates IPCC aus. Danach steigen die Kohlendioxid-Emissionen bis zum Jahr 2100 stark an. Für die Modellierung verlängerten sie das Szenario: Die Emissionen sinken bis zum Jahr 2200 auf Null und bleiben konstant Null bis zum Ende des Jahrtausends. Insgesamt werden danach rund 15 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre entlassen. Die Konzentration des Treibhausgases in der Luft stiege bis zum Jahr 2200 von heute rund 380 ppm (parts per million, entspricht Kubikzentimeter pro Kubikmeter) auf 1750 ppm und würde anschließend bis zum Ende des Jahrtausends wieder auf 1400 ppm sinken.

Das Meerwasser nimmt unter diesen Annahmen mehr CO2 auf, zeigen die Berechnungen. Mit Wassermolekülen bildet CO2 Kohlensäure und das Milieu des Wassers wird dadurch saurer bzw. weniger basisch. Der global durchschnittliche pH-Wert der Ozeane von heute 8,15 würde nach diesem Szenario bis zum Jahr 2200 auf 7,45 sinken und bis zum Jahr 3000 wieder auf 7,6 steigen. Der pH-Wert bliebe im basischen Bereich, er würde aber zu saurem Milieu hin verschoben. Dadurch nimmt die Verfügbarkeit von Baumaterial für die Kalkskelette von Organismen wie Korallen und einzelligen Kammerlingen oder Kalkflagellaten ab. Und da beim Skelettaufbau dieser Organismen CO2 abgespalten und freigesetzt wird, entweicht insgesamt weniger davon in die Atmosphäre, wenn insgesamt weniger Kalkskelette gebildet werden. Die verminderte Kalkbildung führt dazu, dass die Ozeane der Atmosphäre effektiv mehr CO2 entziehen.

Die Kalkskelette abgestorbener Organismen sorgen jedoch als Ballast auch dafür, dass der in den Zellen enthaltene organische Kohlenstoff zum Meeresgrund sinkt. Weniger Kalkbildung bedeutet daher auch weniger Kohlenstofftransport in die Tiefe, die Leistung dieser so genannten Kohlenstoffpumpe nimmt ab. Daher bleibt mehr organisches Material im oberen Wasserkörper und wird dort unter Sauerstoffverbrauch biologisch zersetzt. In mittleren Tiefen von 200 bis 800 Metern und auch in der Tiefsee kann der Sauerstoff dadurch fast vollständig aufgezehrt werden. Für viele Organismen wie etwa Fische bedeutet Sauerstoffmangel Stress und könnte ihre Sterblichkeit erhöhen. Hofmann und Schellnhuber folgern aus ihren Modellierungsversuchen, dass sich solche Sauerstofflöcher erheblich ausdehnen werden, wenn die Versauerung fortschreitet. Die Bedingungen für viele Lebensgemeinschaften in den Ozeanen würden sich dadurch deutlich verschlechtern.

Artikel: M. Hofmann, H.J. Schellnhuber: Oceanic acidification affects marine carbon pump and triggers extended marine oxygen holes. Proceedings of the National Academy of Sciences. http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0813384106

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an die PIK-Pressestelle:
Tel.: 0331/288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung gehört der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz (WGL) an. Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 82 Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie sechs assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung. Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen etwa 14.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon sind ca. 6500 Wissenschaftler, davon wiederum etwa 2500 Nachwuchswissenschaftler.

Patrick Eickemeier | idw
Weitere Informationen:
http://www.pik-potsdam.de
http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Grazer Forscher stellen Methode zur dreidimensionalen Charakterisierung vulkanischer Wolken vor
14.12.2017 | Karl-Franzens-Universität Graz

nachricht Rest-Spannung trotz Megabeben
13.12.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mitochondrien von Krebszellen im Visier

14.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Grazer Forscher stellen Methode zur dreidimensionalen Charakterisierung vulkanischer Wolken vor

14.12.2017 | Geowissenschaften

Leibniz-Preise 2018: DFG zeichnet vier Wissenschaftlerinnen und sieben Wissenschaftler aus

14.12.2017 | Förderungen Preise