Die realistischere Modellierung des Kohlenstoffkreislaufs des Meeres

Im Rahmen des ORFOIS-Projekts wurde das Hamburg Model of the Ocean Carbon Cycle (HAMOCC3), das auch die eiszeitliche Meereszirkulation und die Bereiche der Staubzufuhr umfasst, zuverlässiger und realistischer.

Wie durch die Umweltschutzpolitik vorgegeben ist die Entwicklung einer zuverlässigen Quellen-Senken-Verteilung des CO2 im Meer sowie deren räumlich-zeitliche Vorhersage für die Länder Europas von strategischer Bedeutung. Es wird erwartet, dass die Erforschung des Kohlenstoffkreislaufs eine enorme Unterstützung bei der Verminderung der Probleme in Bezug auf den Anstieg der atmosphärischen CO2-Emissionen darstellt. Zusätzlich dazu könnte die präzise Quantifizierung der Flussdynamik der Meerespartikel auch eine zuverlässigere Prognose des Schicksals gefährlicher Materialien im Meeresbereich ermöglichen.

Im Rahmen des ORFOIS-Projekts konzentrierte man sich auf die Herkunft und das Schicksal biogener Teilchenflüsse im Ozean und deren Wechselwirkung mit dem atmosphärischen CO2 sowie den Meeressedimenten. Ein Teil der Projektziele umfasste die Entwicklung eines verfeinerten Teilchenflussmodells zur betrieblichen Nutzung in allgemeinen Meereszirkulationsmodellen. Das verbesserte Modell muss die Teilchendynamik in der Wassersäule, die Ablagerung von Materialien in den Sedimenten und die Wechselwirkung mit dem Partialdruck des CO2 (pCO2) realitätsgetreu beschreiben können.

Auf der Grundlage des HAMOCC3-Modells berücksichtigten die Forscher sowohl die Komponenten des offenen als auch die des geschlossenen Systems, die den Kohlenstoffkreislauf des Meeres bilden. Die Komponente des offenen Systems umfasst Flugstaub und die flussartige Zufuhr von CaCO3 sowie die darauf folgende Verschüttung und Auflösung von CaCO3 in den Sedimenten. Die Komponente des geschlossenen Systems beinhaltet sowohl Bio- als auch Gegenpumpen sowie die interne Umverteilung durch Meereszirkulation.

Verglichen mit anderen modernen Modellen geschlossener Systeme ist das erst kürzlich verbesserte Modell zuverlässiger und gegenüber Veränderungen der potenziellen Antriebsmechanismen zur eiszeitlichen pCO2-Senkung sensibler. Glazial-Antrieb führt zu einer Senkung des gesamten CO2-Gehalts, einer Steigerung der Gesamtalkalität und einer Verminderung von PO4 in den Ozeanen. Es wird erwartet, dass das atmosphärische pCO2 nach mehreren tausend Jahren der Integration auf etwa 230 ppm sinkt. Die Bestimmung und Installation eines entscheidenden und effizienten Verfahrens zur Minderung von pCO2 könnte die noch immer unerforschten Vorgänge bei eiszeitlichen und zwischeneiszeitlichen pCO2-Veränderungen unterstützen.