Meere versauern dauerhaft durch CO2

Um die Versauerung der Meere zu stoppen, müsste man den fortlaufenden Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) möglichst rasch senken. Eine nachträgliche Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre würde den Ozeanen dagegen kaum nützen. Das berichtet eine deutsch-amerikanische Forschergruppe um Sabine Mathesius vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) im Fachjournal Nature Climate Change.

Späte CO2-Enfernung aus der Atmosphäre hilft Ozeanen nicht

Damit das Klima langfristig stabilisiert werden kann, diskutieren Experten schon länger über Methoden, wie CO2 wieder aus der Atmosphäre entfernt werden kann. Ideen und erste Projekte gibt es bereits, im großen Stil werden sie jedoch noch nicht praktiziert. Nach der nun veröffentlichten PIK-Studie könnten solche Maßnahmen für die Meere jedoch auch zu spät umgesetzt werden.

Mit Hilfe von Computermodellen untersuchten die Forscher, wie sich die Weltmeere verändern, wenn man durch künstliche Maßnahmen - sogenanntes Geo-Engineering - Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen würde. Die Ergebnisse sind eindeutig: Wenn die Freisetzung von Treibhausgasen wie bisher zunimmt, dann wäre die Beeinträchtigung der Ozeane auch bei einer späteren CO2-Entfernung aus der Atmosphäre stark.

Das gelte selbst dann, wenn es gelänge, den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre später auf vorindustrielle Werte zurückzuschrauben, betonen die Forscher. "Dann wären unsere Ozeane dennoch viermal saurer als vor der Industrialisierung", so Mathesius. "Es würde viele Jahrhunderte brauchen, um das Gleichgewicht von Ozeanen und Atmosphäre wiederherzustellen."

Der Grund für diese Langzeitwirkung ist vor allem die langsame Durchmischung der Ozeane. "Wenn das versauerte Wasser durch die großen Strömungen einmal in die Tiefe transportiert worden ist, ist es dort für viele Jahrhunderte außer Reichweite, ganz egal wie viel CO2 aus der Luft entfernt wird", sagt Co-Autor Ken Caldeira von der Carnegie Institution for Science in Stanford, USA.

Lebewesen in Ozeanen unter Druck

Forscher wissen seit Langem, dass CO2 nicht nur die Atmosphäre und Meere erwärmen, sondern auch zu einer Versauerung der Ozeane führt. Steigt in der Atmosphäre der Kohlendioxidgehalt, nimmt die Konzentration des Gases auch in den oberflächennahen Wasserschichten zu.

Die Versauerung der Ozeanoberfläche hat seit Beginn der Industrialisierung nach Angaben des Weltklimarats (IPCC) um 26 Prozent zugenommen. Dies bedroht Meereslebewesen wie Korallen oder Muscheln und Schnecken, weil der niedrige pH-Wert die Bildung von Kalkschalen und Skeletten beeinträchtigt. Selbst Fische und insbesondere Fischlarven können geschädigt werden. Das gefährdet neben der Artenvielfalt auch die komplexen Nahrungsnetze im Meer.

In der Studie untersuchten die Wissenschaftler auch die Zunahme der Temperaturen in den Ozeanen und die Abnahme gelösten Sauerstoffs. Sauerstoff ist für viele Organismen lebenswichtig. Die Erwärmung verlangsamt zudem die Ozean-Umwälzung und verringert die Durchmischung von Oberflächen- und Tiefenwasser, was den Transport von Nährstoffen behindert.

Zusammen mit der Versauerung setzen diese Veränderungen die Lebewesen in den Meeren stark unter Druck. Früher in der Erdgeschichte haben solche Veränderungen zu Massenaussterben geführt. Wie sich in Zukunft die Kombination aller drei Faktoren – Sauerstoffmangel, Erwärmung, Versauerung – auf die Tiere und Pflanzen der Meere genau auswirken wird, wissen die Forscher noch nicht.

Rasche CO2-Reduktion effizienteste Lösung

"In den Tiefen des Ozeans wird das chemische Echo der heute verursachten CO2-Emissionen noch Tausende von Jahren nachhallen", sagt Ko-Autorund PIK-Direktor Hans Joachim Schellnhuber. "Wenn wir nicht rasch Emissionsreduktionen umsetzen, die der 2-Grad-Grenze entsprechen, dann wird es nicht möglich sein, die Ozeane der Welt so zu erhalten, wie wir sie heute kennen."

Im Kommentar vom Fachjournal Nature Climate Change, ziehen Richard Matear und Andrew Lenton vom Forschungsinstitut CSIRO in Hobart, Australien ein ähnliches Fazit: "Wenn der Kohlenstoff erst mal im Meer ist, kann er ihm nicht einfach wieder entzogen werden. Daher ist es die deutlich effizientere Lösung, die Freisetzung des Kohlenstoffs von vornherein zu vermeiden."