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Ozeane versauern schneller als je zuvor in der Erdgeschichte

27.09.2010
Erste gemeinsame Konferenz: Über 200 Wissenschaftler aus ganz Europa beraten über zunehmende Ozeanversauerung

Für vier Tage wird das Thema Ozeanversauerung im Zentrum der Meeres- und Polarforschung stehen. Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft ist Gastgeber der Konferenz, zu der mehr als 200 Wissenschaftler aus ganz Europa im „Conference Center Bremerhaven“ erwartet werden.

Das Treibhausgas Kohlendioxid führt nicht nur zu einer Erwärmung des globalen Klimas und damit auch der Meere, sondern auch zunehmend zu einer Versauerung der Ozeane. Ihre jüngsten Ergebnisse zum Thema Ozeanversauerung werden die Wissenschaftler in der nächsten Woche auf der ersten gemeinsamen Konferenz der Großprojekte EPOCA (European Project on Ocean Acidification), BIOACID (Biological Impacts of Ocean ACIDification) und UKOARP (UK Ocean Acidification Research Program) diskutieren.

Die Weltmeere nehmen jährlich etwa ein Drittel des Kohlendioxids (CO2) aus der Verbrennung fossiler Energieträger auf. Wenn sich Kohlendioxid im Meerwasser löst, bildet sich Kohlensäure, und der Säuregrad des Wassers steigt (pH-Wert sinkt). Seit Beginn der Industrialisierung haben die Ozeane bereits soviel Kohlendioxid aufgenommen, dass die Säuremenge um 30 Prozent zugenommen hat. Folgen: Durch die Säure nimmt die Konzentration von Karbonat-Ionen im Meerwasser ab. Viele Meeresorganismen wie Kalkalgen, Muscheln und Schnecken haben Schwierigkeiten, ihre Schalen oder Skelettstrukturen zu bilden. Betroffen sein werden aber auch ganze Ökosysteme, wie beispielsweise Korallenriffe.

Die Auswirkungen der Ozeanversauerung, vor allem auf die Lebensgemeinschaften im Arktischen Ozean, untersucht das Alfred-Wegener-Institut im Verbund mit den drei Großforschungsprojekten auf nationaler und internationaler Ebene. Denn besonders betroffen von der Ozeanversauerung sind die Polargebiete.

„Gerade in den kalten Ozeanen polarer Regionen ist die Löslichkeit für CO2 besonders groß, so dass im Gegenzug auch die Karbonat-Ionenkonzentration geringer ist und diese Verknappung für die dort lebenden Organismen besonders schwerwiegend ist. Da bei kalten Temperaturen auch viele Stoffwechselprozesse verlangsamt ablaufen, ist die Fähigkeit polarer Organismen, eine erhöhte CO2-Konzentration zu kompensieren, möglicherweise zudem noch eingeschränkt“, sagt Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner, Tierphysiologe am Alfred-Wegener-Institut und stellvertretender Koordinator des Großforschungsprojektes BIOACID.

Die speziellen Auswirkungen auf marine Bakterien haben Forscher des Alfred-Wegener-Instituts auf einer Fahrt der Polarstern in die Arktis untersucht. Ihre neuesten Ergebnisse bestätigten die bisherigen Vermutungen. „Im angesäuerten Wasser erhöhte sich die bakterielle Produktion erheblich und führte zu einem gesteigerten Konsum von organischen Kohlenstoffverbindungen, was die Freisetzung von CO2 verstärken könnte“, so Dr. Anja Engel. Wie sich der Klimawandel auf die komplexen Zusammenhänge des marinen Kohlenstoffkreislaufs auswirkt und welche Rolle Mikroorganismen für die zukünftige CO2 Bilanz im nördlichen Polarmeer spielen werden, sei bislang kaum erforscht. „Das Treffen der drei großen Forschungsprojekte bietet ein gutes Forum, um Daten auszutauschen und gemeinsam Lösungsansätze zu diskutieren“, so Dr. Anja Engel.

Um die Auswirkungen der zunehmenden Ozeanversauerung in vollem Umfang zu verstehen, sind aber auch Rückblicke in die Vergangenheit von zentraler Bedeutung für die Forschung. Denn Sedimente im Ozean bilden ein wichtiges Archiv der Erdgeschichte, vergleichbar mit Büchern in einer Bibliothek. „Wer die Sprache der Sedimente beherrscht, kann dort die Evolution der Umwelt und Klimabedingungen in der Erdgeschichte erforschen“, sagt Prof. Jelle Bijma, mariner Biogeologe am Alfred-Wegener-Institut. An verschiedenen Stellen in der Erdgeschichte haben Ozeanversauerungsereignisse ihre „Fingerabdrücke“ im Sediment hinterlassen, so zum Beispiel an der Grenze vom Perm zur Trias vor 251 Millionen Jahren und an der Paleozän-Eozän Grenze vor 55 Millionen Jahren. Ausgelöst wurde die Versauerung in vergangenen Zeiten allerdings immer durch natürliche Ereignisse. „Heute wird sie durch den viel zu hohen Kohlendioxideintrag durch menschliche Aktivität ausgelöst, und das Meer ist immer weniger in der Lage, diese Störungen abzupuffern“, so Bijma. Zudem müsse man sehen, dass die Versauerungsereignisse fast immer begleitet werden von einer globalen Erwärmung, einer erhöhten Stratifizierung der Ozeane, und einer Verringerung des Sauerstoffgehaltes der Tiefsee.

„Es ist nicht das erste Mal in der Erdgeschichte, dass die Ozeane versauern, beunruhigend ist aber, dass es diesmal sehr viel schneller passiert als je zuvor. Infolgedessen sinkt nicht nur der pH-Wert, sondern nimmt auch die Karbonatsättigung der Ozeane ab. Es brechen harte Zeiten an, speziell für kalzifizierende Organismen“, so Bijma. Wie verschiedene kalkbildende Meeresorganismen auf die Versauerung reagieren und warum die Reaktionen unterschiedlich ausfallen, werden die Wissenschaftler weiter untersuchen und auch auf der Konferenz in Bremerhaven diskutieren.

Die drei großen Verbundprojekte:

BIOACID (Biological Impacts of Ocean ACIDification) ist ein Verbundprojekt, das seit 2009 die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Lebensgemeinschaften im Meer untersucht. An dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für drei Jahre mit 8,5 Millionen Euro finanzierten Projekt sind insgesamt 14 Forschungsinstitute und Universitäten aus ganz Deutschland beteiligt. Die Projektleitung liegt beim Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) Kiel. Das Alfred-Wegener-Institut für Polar und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft übernimmt die stellvertretende Koordination.

EPOCA (European Project on Ocean Acidification) ist ein Europäisches Projekt über die Versauerung des Ozeans, ein so genanntes „Integriertes Projekt“ im 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union. Es wurde im Juni 2008 für eine Laufzeit von 4 Jahren ins Leben gerufen. Das EPOCA Konsortium vereinigt mehr als 100 Wissenschaftler von 32 Instituten und 10 Europäischen Ländern.

UKOARP (UK Ocean Acidification Research Program) ist Großbritanniens erstes Forschungsprogramm zur Ozeanversauerung, an dem 101 Wissenschaftlicher von 21 Instituten in Großbritannien beteiligt sind.

Mehr Informationen über EPOCA, BIOACID und UKOARP finden Sie auf den Internetseiten:
http://www.epoca-project.eu
http://www.bioacid.de
http://www.oceanacidification.org.uk/
Hinweise für Redaktionen:
Die Konferenz zum Thema Ozeanversauerung findet vom 27. bis 30. September 2010 statt. Am Montag treffen sich die verschiedenen Ausschüsse, am Dienstag wird die Konferenz von Prof. Ulrich Bathmann um 9 Uhr offiziell eröffnet.

Ihre Ansprechpartner im Alfred-Wegener-Institut sind Dr. Anja Engel (Tel.: 0471 4831-1055; E-Mail: Anja.Engel@awi.de), Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner (Tel.: 0471 4831-1307; Hans.Poertner@awi.de), Prof. Dr. Jelle Bijma (Tel: 0471 4831-1831; Email: Jelle.Bijma@awi.de) und in der Abteilung Kommunikation und Medien Stephanie von Neuhoff (Tel.: 0471 4831-2008; E-Mail: Stephanie.von.Neuhoff@awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 16 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Margarete Pauls | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

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