Themenfokus CO2 Senken - Teil 3: Ozeane

In den Ökosystemen unserer Erde wird CO2 gespeichert und sie werden daher als natürliche Kohlenstoffsenken bezeichnet. Diese Senken spielen eine wichtige Rolle bei der Erreichung des 1,5 Grad Ziels des Pariser Klimaschutzabkommens bzw. der Bekämpfung der Klimakrise.

Zu den natürlichen Kohlenstoffsenken zählen die Ökosysteme Moore, Wälder, Ozeane und Böden. Die Klima-Kollekte widmet sich im heurigen Jahr diesen Kohlenstoffsenken und informiert über deren Bedeutung auch für Länder des globalen Südens und wie wir alle dazu beitragen können, diese Ökosysteme als natürliche Klimaschützer zu bewahren.

Ozeane – unser wichtigster natürlicher CO2 Speicher

Die drei natürlichen Hauptspeicher für Kohlenstoff (CO2) im Zusammenhang mit dem anthropogenen Klimawandel sind die Atmosphäre, Pflanzen und Tiere (die sogenannte Landbiosphäre) und Ozeane. Der Ozean enthält etwa 16-mal mehr Kohlenstoff als die Landbiosphäre und etwa 60-mal mehr als die Atmosphäre vor der industriellen Revolution. Der Ozean ist also DER wichtigste Kohlenstoffspeicher und beeinflusst maßgeblich den CO2-Gehalt in der Atmosphäre. Laut Studien speichern sie ca. 20-30 Prozent des zusätzlichen menschengemachten Kohlendioxids. Durch ihre Fähigkeit, CO2 in großen Mengen zu binden, bremsen die Ozeane bisher also den Klimawandel. Doch wie machen sie das eigentlich?

 

Die marine Kohlenstoffpumpe

Das passiert einerseits über ein physikalisches Prinzip: Das Kohlendioxid löst sich zunächst im Oberflächenwasser und gelangt über Strömungen und Wasserumwälzungen in die Tiefsee. Experten sprechen in diesem Zusammenhang von Kohlenstoffsenken. Welch riesige Mengen CO2 das Meeresgebiet um die Antarktis aufnimmt, belegte das Team um Wissenschaftler Matthew Long. Die Forscher führten drei Messkampagnen mit Flugzeugen durch. Die gesammelten Daten beziffern ziemlich genau, wie viel CO2 das Meeresgebiet aufnimmt, das sich rings um die Antarktis südlich von 45 Grad südlicher Breite befindet: Zwischen 2009 und 2018 waren es pro Jahr knapp 2 Milliarden Tonnen Kohlendioxid. Das ist mehr als der jährliche CO2-Ausstoß Russlands, nach Indien der viertgrößte CO2-Emittent der Welt.

Meeresschnee

CO2 gelangt jedoch nicht nur durch einen physikalischen Prozess in die Tiefsee, sondern auch über einen biologischen Mechanismus. Ähnlich wie Wälder an Land nehmen Algen – auch Phytoplankton genannt – CO2 auf und nutzen es zum Wachsen. Stirbt das Phytoplankton ab, sinkt es hinab auf den Meeresboden und damit auch das in ihm gebundene CO2. Die abgestorbenen winzigen Teilchen bilden dabei Klümpchen. Experten nennen dieses klebrige Gemisch auch "Meeresschnee".

Ein Ökosystem unter zunehmender Belastung

Seit der Industrialisierung nehmen die Ozeane jedes Jahr rund ein Drittel des menschengemachten CO2 auf und speichern es. Steigt der CO2-Gehalt in der Luft, nimmt das Meer dieses zusätzlich auf. Genau das ist in den vergangenen 200 Jahren passiert. Seit der Industrialisierung ist der Anteil des menschengemachten Kohlendioxids in der Atmosphäre stetig gestiegen. Bisher haben die Ozeane diese Entwicklung ein stückweit ausgeglichen. aber verschiedene Entwicklungen beeinflussen die Kapazität der Meere, weiterhin als CO2-Speicher zu fungieren. Dazu gehört die Versauerung. Sobald Kohlendioxid ins Wasser gelangt, wandelt es sich in andere chemische Verbindungen um. Zum größten Teil reagiert es mit Wasser und Karbonat zu Hydrogenkarbonat. Dadurch wird das Karbonat im Wasser weniger, der pH-Wert sinkt und der Ozean wird saurer. Das schadet bestimmten Meeresorganismen, zum Beispiel den Korallen, die das Karbonat zum Aufbau von Schalen und Skelettstrukturen benötigen. Außerdem führen fehlendes Karbonat und immer wärmer werdende Gewässer dazu, dass auch die Aufnahmekapazität der Meere für CO2 zurückgeht.

Viele von uns haben diesen Sommer die steigenden Meerestemperaturen am eigenen Leib gespürt. Forscher:innen warnen seit Jahren: Steigt die Temperatur der oberen Wasserschichten immer mehr, dann wird auch die Durchmischung mit den kälteren, tieferen Wasserschichten schwieriger. Dadurch gelangt auch weniger CO2 in die Tiefsee. Dazu kommt die Eisschmelze im Bereich der Pole. Wenn das Eis vermehrt schmilzt, sinkt auch der Salzgehalt des Wassers ab. Beide Effekte können dazu führen, dass die Effizienz von Ozeanen als CO2 Senken empfindlich geringer werden könnte.

Weltweit leben 680 Millionen Menschen an niedrig gelegenen Küsten und 65 Millionen in Inselstaaten. Der Meeresspiegelanstieg durch erhöhte Wassertemperaturen und schmelzende Pole bedroht die Lebensräume dieser Menschen. Zunehmende Extremwetterereignisse treffen besonders Inselstaaten und Küstenregionen im globalen Süden hart.

Forschung für die Zukunft der Ozeane

Wissenschafter:innen suchen nach Wegen, wie sich die CO2-Speicherkapazität des Ozeans ausbauen ließe. Die Idee dahinter: Nur den CO2-Ausstoß zu verringern wird nicht reichen, um das Klimaziel des Pariser Abkommens zu erreichen. Um den Klimawandel zu stoppen, müsste CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden. Ein möglicher Speicherort wäre den Forscher:innen zufolge der Ozean. Doch die Methoden dazu sind noch in der Entwicklungsphase. In der Ostsee versuchen Ozeanolog:innen im Rahmen des Projekts "CDRmare" Seegraswiesen aufzuforsten. Denn auch Seegras bindet durch die Photosynthese CO2 und speichert es in seinen Wurzelballen. Eine äußerst mühsame, langwierige und teure Prozedur, denn das Seegras muss per Hand eingepflanzt werden. Außerdem wächst es äußerst langsam und speichert dafür vergleichsweise wenig Kohlendioxid. Ein weiterer Ansatz ist der Schutz und das Aufforsten von Mangrovenwäldern.

Ein anderer Ansatz ist die sogenannte Alkalinisierung: Ein bestimmtes Silikatgestein oder Kalziumkarbonat wird dabei im Meerwasser gelöst. Das überschüssige Karbonat bindet CO2 und erhöht den pH-Wert, sodass es nicht zur Versauerung kommt. Wie effektiv diese Ansätze sind und welche Nebenwirkungen sie für die Natur haben, ist noch nicht bekannt. Insgesamt zeigt sich, dass der Ozean bisher nur etwa 40 Prozent des anthropogenen CO2 aufgenommen hat, das seit 1800 in die Atmosphäre freigesetzt wurde. Die maximale Aufnahmekapazität des Ozeans liegt bei über 80 Prozent, aber es wird Jahrhunderte dauern, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Dies bedeutet, dass der Ozean nicht so schnell CO2 aufnehmen kann, wie es durch menschliche Aktivitäten freigesetzt wird.

Schutz der Ozeane bedeutet Klimaschutz

Die Frage, ob man in das marine Öko-System eingreifen sollte, um darin aus der Atmosphäre entzogenes CO2 zu speichern, ist unter Experten umstritten. Insgesamt sind die Auswirkungen des Klimawandels auf die Chemie der Meere vielfältig und komplex. Sie haben weitreichende ökologische und wirtschaftliche Folgen, da viele Gemeinschaften von den Meeren abhängig sind, sei es für Nahrung, Tourismus oder andere wirtschaftliche Aktivitäten. Daher ist die Bekämpfung des Klimawandels und die Verringerung der Emissionen von Treibhausgasen von entscheidender Bedeutung, um die Gesundheit der Ozeane und dadurch die Lebensräume von Menschen in Küstennähe, aber insgesamt von uns allen, zu erhalten.

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