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Ozeane sichern als Kohlenstoffspeicher das Klima

Treibhausgase rauben Algen, Korallen und sogar Pinguinen das Leben

Die Ozeane nehmen fast 40 Prozent des weltweit erzeugten Kohlendioxids auf. Nun funken sie verzeifelt S.O.S.: ihre Kohlenstoffspeicher sind randvoll, und das Klima kippt.

Egal, ob der Motor eines Kraftfahrzeugs Benzin oder Diesel verbrennt, ob die heimische Heizung mit Gas, Öl, Holz, Kohle oder Strom läuft oder ob Brandrodungen große Waldgebiete in Zentralafrika, Südostasien oder Südamerika vernichten: die Verbrennung fossiler Brennstoffe setzt immer Kohlendioxid frei. Da Böden als unterirdischer Speicher und Pflanzen als biologischer Speicher nur wenig davon aufnehmen, steigt der größte Teil in die Atmosphäre auf. Sie wirkt als atmosphärischer Speicher.

Kraftwerke erzeugen tonnenweise Kohlendioxid und Feinstäube © Dieter Schuetz / www.pixelio.de

Kraftwerke erzeugen tonnenweise Kohlendioxid und Feinstäube © Dieter Schuetz / http://www.pixelio.de

Ozeane, Böden und Pflanzen schlucken mehr Kohlendioxid als die Atmosphäre

Mehr als 35 Milliarden Tonnen Kohlendioxid gelangten im Jahr 2013 weltweit in die Luft. Die größten Mengen davon produzieren heute China, die Vereinigten Staaten von Amerika, Indien und Russland. Das 2001 gegründete Global Carbon Project (GCP) veröffentlicht alljährlich aktuelle Daten dazu. Zur weltweiten Aufklärung bietet das Projekt auch mehrsprachige Veröffentlichungen wie Berichte, Publikationen oder workshops an.  Nach Ansicht der beteiligten Wissenschaftler arbeitet der Kohlenstoffaustausch zwischen Atmosphäre, Böden und Ozeanen auf Hochtouren, um die drei natürlichen Speicher im Gleichgewicht zu halten.

Kohlendioxidausstoß durch Privathaushalte © Daniel Bleyenberg / www.pixelio.de

Kohlendioxidausstoß durch Privathaushalte © Daniel Bleyenberg / http://www.pixelio.de

Neuere Untersuchungen belegen, dass über 50 Prozent des Treibhausgases fortwährend in den biologischen und ozeanischen Speicher übergehen. Fast die gleiche Menge verkraftet der atmosphärische Speicher. Seit dem Beginn des Industriezeitalters (1850) nimmt er einen stetig wachsenden Kohlendioxidausstoß auf, der die Erde heute zum Treibhaus macht und das Ankertau des Weltklimas kappt.

Nur die Oberflächenschicht der Meere und Ozeane speichert Kohlenstoff

Doch die Überfrachtung mit Kohlendioxid bringt auch Meere und Ozeane zunehmend in ernste Seenot. Zwar bestehen ihre globalen Hauptaufgaben in der Kohlenstoffaufnahme und Klimaregulierung, aber bei übermäßigen Mengen stoßen sogar solch gigantische Wasserbecken an ihre Grenzen. Obwohl die Ozeane durchschnittlich 3.700 Meter und an den Seegräben sogar mehr als 11.000 Meter in die Tiefe reichen, nehmen sie lediglich bis zu einer Maximaltiefe von 75 bis 200 Metern Kohlendioxid auf. Denn nur in dieser sonnenerwärmten Oberflächenschicht fließt leichteres Wasser, in das Wind und Wetter das Gas mühelos einmischen.

Ozeane sind Kohlenstoffspeicher © Andreas Hermsdorf / www.pixelio.de

Ozeane sind Kohlenstoffspeicher © Andreas Hermsdorf / http://www.pixelio.de

In die Tiefenschicht ab 200 Metern mit nur ungefähr drei Grad warmem schwererem Wasser dringt kein Kohlendioxid mehr ein. Denn Oberflächen- und Tiefenschicht sind durch ihr starkes Temperaturgefälle und ihre gegensätzliche Beschaffenheit klar voneinander abgegrenzt, so dass sie physikalisch und chemisch völlig eigenständige Bereiche darstellen. Eine natürliche Ausweitung des ozeanischen Speichers in die Tiefe ist damit also unmöglich. Allein starke Kaltströmungen reissen Kohlendioxid dorthin kurzzeitig mit.

Pflanzliches Plankton bindet das Kohlendioxid

Alle lebenden Organismen beziehen ihren Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid der Luft oder des Wassers. Damit arbeiten Atmosphäre und Gewässer, Wälder und Böden, als lebenserhaltende Kohlenstoffspeicher. Mittels Photosynthese wandelt sich das Gas dort so um, dass es zum wertvollen Baustein wird: wie zum Beispiel in der Oberflächenschicht der Ozeane.

Großökosystem Meer © Rosel Eckstein / www.pixelio.de

Als Großökosysteme regulieren Meere Wetter und Klima © Rosel Eckstein / http://www.pixelio.de

Hier mischen Wind und Wellen pausenlos den gasförmigen Kohlenstoff ins durchschnittlich achtzehn Grad Celsius warme Meerwasser ein. Wie Untersuchungen zeigen, wird bei höheren Kohlendioxidanteilen in der Luft auch vom Wasser mehr davon aufgenommen. Pflanzliches Plankton (Phytoplankton) baut schließlich das eingebrachte Kohlendioxid durch Photosynthese in die Nahrungskette ein. Damit nehmen die Ozeane jährlich ungefähr eine Gigatonne Kohlenstoff auf, wovon sich die Hälfte in Form von abgestorbenen Organismen allmählich am Meeresgrund ablagert. Eine Gigatonne entspricht der Zahl eins mit zwölf Nullen.

Algen und Korallen bauen ihre Schalen und Skelette aus Kohlenstoffverbindungen

Vom Kohlenstoff leben alle Meeresorganismen entweder direkt, wie das Phytoplankton, oder indirekt über die Nahrungskette. Welche Organismen also auch immer die Nahrunskette zieren, sie leiden unweigerlich Schaden, wenn Übermengen des Treibhausgases ihren Lebensraum vergiften. Damit kentert ihr empfindliches Ökosystem vielleicht für immer.

Wind und Wellen mischen Kohlendioxid ins Wasser © Andreas Hermsdorf / www.pixelio.de

Wind und Wellen mischen Kohlendioxid ins Wasser © Andreas Hermsdorf / http://www.pixelio.de

So bedroht die kohlendioxidbedingte Versauerung der Meere und Ozeane zum Beispiel zwei wichtige Stützen des globalen Klimaerhalts: Algen und Korallen. Sie bauen in ihre Panzer und Kalkskelette Kohlenstoff in Form von Kalziumkarbonat ein. Nach ihrem natürlichen Absterben sinken ihre Körper mit dem darin gebundenen Kohlenstoff in die Sedimente des Meeresgrunds, wo er lange Zeit dem Stoffkreislauf entzogen bleibt.

Kohlensäure zersetzt klimawichtige Korallenriffe

Je saurer Meerwasser wird, umso mehr Kohlensäure bildet sich. Diese unterbindet jedoch die Bildung von Kalziumkarbonat: Algen und Korallen finden also für ihren Schalen- und Skelettaufbau zu wenig Material. Dadurch gehen ihre Populationen zurück, oder sie lösen sich in der Kohlensäure ganz auf. Im großen Klimagleichgewicht nehmen Korallen einen Platz in der ersten Reihe ein: sie speichern nachhaltig Kohlenstoff und bieten als Korallenriffe vielen Meeresorganismen üppigen Lebensraum.

Wie sich die Kohlendioxidzunahme auf die Entwicklung von Korallenriffen auswirkt, untersuchten israelische Wissenschaftler. Das Team der Hebräischen Universität Jerusalem stellte dabei fest, dass seit Mitte des 19. Jahrhunderts die Kalkbildung der Riffe dadurch um zwanzig bis vierzig Prozent zurückgegangen ist. Steigt der Kohlendioxidanteil der Luft nur um weitere 47 Prozent gegenüber dem heutigen Wert, sterben weltweit die meisten Korallen ab.

Unterwasserbild eines Korallenriffs © Wolfgang Resmer / www.pixelio.de

Unterwasserbild eines Korallenriffs © Wolfgang Resmer / http://www.pixelio.de

Zu den Opfern der globalen Kohlendioxidbelastung zählen auch Adelie-Pinguine im Norden der antarktischen Halbinsel. Mit dem Klimawandel hat sich dort das ehemals kalte trockene Wetter zu einem feuchten wärmeren entwickelt. Schrumpfendes Eis im Meer, die damit verbundene stärkere Wasserbewegung sowie häufige Wolkenbildung dämpfen nun Photosynthese und Algenwachstum. Somit versiegt diese wichtige Nahrungsquelle der Pinguine. Ihre Bestände nehmen seit Jahren ab.

Weiterführende Quellen:

Der interaktive englischsprachige Global Carbon Atlas zeigt Kohlendioxidemissionen
auf. Er ist leicht zu bedienen. Die freie Wahl nach Kontinenten, Regionen und 
Staaten bringt auf der Zeitachse rasche Ergebnisse.
Ausführliche und qualitativ hochwertige Informationen zum Thema Korallenriffe 
bietet die Seite des SEOS-PROJECTS.EU. Mit Videos, Schaubildern, Karten und 
interaktiven Bildern werden Bedeutung, Entwicklung, Untersuchung und Beobachtung 
von Korallenriffen genau beleuchtet. Natürlich auch, wie Korallenbleichen entstehen.

 

© Paul Bock (überarbeitete Fassung vom 8.9.2016, Erstveröffentlichung vom 5.2.2010 in suite101.de)

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