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Versauerung der Meere
Als Versauerung der Meere wird die Abnahme des PH-Wertes des Meerwassers bezeichnet. Verursacht wird sie durch die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Erdatmosphäre. Der Vorgang zählt neben der globalen Erwärmung zu den Hauptfolgen der menschlichen Emissionen von Kohlenstoffdioxid. Während Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre physikalisch zu steigenden Temperaturen auf der Erde führt, wirkt es im Meerwasser chemisch, indem aus CO2 und Wasser Kohlensäure gebildet wird. Das Meerwasser ist leicht basisch. Durch die „Versauerung“ wird es nicht sauer, sondern weniger basisch.
Die Folgen dieser sog. „Versauerung“ betreffen zunächst kalkskelettbildende Lebewesen, deren Fähigkeit, Exo- bzw. Endoskelette zu bilden, bei sinkendem pH-Wert nachlässt. Weil diese Arten oft die Basis der Nahrungsketten in den Ozeanen bilden, können sich daraus weitere schwerwiegende Konsequenzen für die zahlreichen von ihnen abhängigen Meeresbewohner und in der Folge auch für die auf diese Tiere angewiesenen Menschen ergeben.
PH-Werte für 1850, 2016 und Prognosen für 2100
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Ozeane als Kohlenstoffsenke
Die Ozeane spielen im Kohlenstoffkreislauf der Erde als Kohlenstoffsenke eine wichtige Rolle, da 70 Prozent der Erdoberfläche von Wasser bedeckt sind. In der gesamten Hydrosphäre sind schätzungsweise 38.000 Gigatonnen (Gt) Kohlenstoff gespeichert. Das Kohlenstoffdioxid gelangt aufgrund der Differenz im CO2-Partialdruck in den Ozean. Ein Gas strömt immer vom Bereich des höheren Partialdrucks (Atmosphäre) in den Bereich des niedrigeren Drucks (Ozean). Kohlenstoffdioxid wird so lange im Meer gelöst, bis der Partialdruck in der Atmosphäre und im Meer gleich ist. Umgekehrt entweicht es auch wieder, wenn der Druck in der Atmosphäre geringer als im Meer ist. Die Temperatur eines Meeres beeinflusst ebenfalls die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid, da Wasser bei steigender Temperatur weniger Kohlenstoffdioxid aufnehmen kann.
Der aus der Atmosphäre aufgenommene Kohlenstoff verteilt sich im Ozean innerhalb einiger weniger Jahre in der von der Sonne durchleuchteten Schicht des Meeres (Euphotische Zone). Zwei Mechanismen sorgen dafür, dass es in noch größere Tiefen gelangt. Am wichtigsten ist die sogenannte physikalische Kohlenstoffpumpe: Kohlenstoffreiches Oberflächenwasser kühlt sich in der Arktis ab, wird schwerer und sinkt ab, dann wird das kohlenstoffreiche Wasser über die kalte Tiefenströmung des globalen Förderbandes weiträumig in den Tiefen der Ozeane verteilt. Weniger wichtig, aber dennoch nicht unbedeutend ist die sogenannte biologische Kohlenstoffpumpe, bei der Kohlenstoff als Meeresschnee (biogener Teilchenregen) in tiefere Regionen absinkt. Es dauert hunderte bis tausende von Jahren, bis das aus der Atmosphäre aufgenommene anthropogene CO2 von den Ozeanen in die tiefsten Wasserschichten vorgedrungen und verteilt ist. Heute ist es bis in eine Wassertiefe von durchschnittlich 1000 m nachweisbar. Bei Seamounts, an den Kontinentalhängen und in Flachmeeren (zum Beispiel in Teilen des Weddell-Meeres) kann das anthropogene CO2 bereits bis zum Meeresboden gelangen.
Die gestiegene Menge von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre hat in den vergangenen 200 Jahren dazu geführt, dass 118 ± 19 Gt Kohlenstoff oder 27 % bis 34 % der anthropogenen CO2-Emissionen von den Ozeanen aufgenommen wurden. Im Jahr 2006 gelangten weltweit 36,3 Gt von Menschen zusätzlich produziertes CO2 oder ca. 9,9 Gt Kohlenstoff in die Atmosphäre. Inklusive der natürlichen Quellen nimmt die Hydrosphäre gegenwärtig ungefähr 92 Gt des atmosphärischen Kohlenstoffs pro Jahr auf. Etwa 90 Gt davon werden von den Weltmeeren wieder abgegeben und 2 ± 1 Gt werden gespeichert. Eine im Jahr 2003 erschienene Studie schätzt die Aufnahme von Kohlenstoff etwas genauer im Zeitraum 1980–1989 auf 1,6 ± 0,4 Gt und zwischen 1990 und 1999 auf 2,0 ± 0,4 Gt pro Jahr.
Siehe auch
Weblinks
Quellen
Bildernachweis