Menschlicher Fussabdruck auf den Weltmeeren
- D-USYS
- Institut für Biogeochemie und Schadstoffdynamik
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Die CO2-Konzentration in den Ozeanen unterliegt steigenden saisonalen Schwankungen. Dies hat ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Nicolas Gruber, Professor für Umweltphysik am Institut für Biogeochemie und Schadstoffdynamik (IBP), durch die bisher grösste Synthese von Oberflächenmessungen bestätigt. Zu deuten sind diese Schwankungen als gigantischer menschlicher Fussabdruck, der das Gleichgewicht der Weltmeere empfindlich stören könnte.
Der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre hat auch Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf der Ozeane und das Leben im Meer. Ein bekanntes Phänomen ist die Versauerung der Ozeane: Wenn Ozeane überschüssiges CO2 aufnehmen, wird eine chemische Reaktion in Gang gesetzt, die der PH-Wert der Ozeane verringert. Ein viel weniger bekannter, aber möglicherweise genauso wichtiger Faktor ist die Zunahme der Schwankungen des saisonalen CO2-Zyklus im Ozean. Solche Schwankungen wurden zwar durch Modellstudien bereits vorhergesagt, bisher fehlten jedoch gesicherte Daten.
Schwankungen in der CO2 -Konzentration bestätigt
Mit der bislang grössten Synthese von CO2-Messungen an der Oberfläche des Ozeans in Kombination mit einer Dateninterpolationsmethode konnten die Forschenden unter der Leitung von Peter Landschützer vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg diese Zunahme der Amplituden für die globalen Ozeanoberflächengewässer von 1982 bis 2015 messen. Sie fanden heraus, dass das zusätzlich aufgenommene CO2 zu einer Zunahme der saisonalen Schwankung von 2,2±0,4 µatm / Dekade geführt hat. Über 30 Jahre entspricht das einer Zunahme von einigen bis mehr als 20 Prozenten des saisonalen Zyklus. Diese Zahl stimmt ausserdem mit unabhängigen Zeitreihen-Messungen und grundlegenden thermodynamischen Überlegungen überein.
«Ähnlich wie ein Organismus, der empfindlich auf Hitze reagiert, und unter wärmeren Sommern oder Hitzewellen leidet, spürt ein Meeresorganismus die stärkeren Schwankungen in der CO2-Konzentration des Ozeans.»Prof. Nicolas Gruber
Empfindliches Gleichgewicht in Gefahr
«Unsere Arbeiten zeigen, dass der grosse Dienst, den der Ozean der Menschheit leistet, weil er etwa 30% der globalen, vom Menschen verursachten Emissionen aufnimmt, eine weitere potenziell negative Auswirkung auf das Leben im Meer hat», fasst Prof. Nicolas Gruber, Professor an der ETH Zürich, zusammen. Um zu verstehen, warum eine Zunahme der Saisonalität von CO2 für Meeresorganismen schädlich sein könnte, kann man den saisonalen Temperaturzyklus als Beispiel nehmen. So wie ein Organismus, der zum Beispiel empfindlich auf Hitze reagiert, unter dem Trend zu wärmeren Sommern oder Hitzewellen leidet, spürt ein Meeresorganismus die Tendenz zu immer stärkeren CO2- Konzentrationen des Ozeans.»
Die festgestellten Schwankungen sind nachweisbare Spuren der menschlichen Emissionen, die über die Atmosphäre in die Weltmeer gelangen. Sie verschlechtern die Lebensbedingungen für die Meeresorganismen, da Schwellenwerte heute häufiger überschritten werden können als noch vor 30 Jahren.
Menschlicher Fussabdruck im Meer
«Die Studie zeigt eindrücklich, dass das vorhandene Beobachtungsnetz zur Verifizierung von Modellvorhersagen auf globaler Ebene genutzt werden kann», erklärt Peter Landschützer. Dies ist angesichts des Pariser Klimaabkommens von zunehmender Bedeutung. Um den tiefgreifenden Einfluss menschlicher Aktivitäten auf die Ozeane zu erkennen, seien laufende Erhebungen wichtig, ergänzt Dorothee C. E. Bakker, Forscherin von der University of East Anglia, in Norwich, England. So wurde zum Beispiel die jährliche Veröffentlichung des externe SeiteSurface Ocean CO2-Atlas auch für diese Studie genutzt.
- Landschützer et al. (2018) Strengthening seasonal marine CO2 variations due to increasing atmospheric CO2 . Nature Climate Change. Doi: 10.1038/s41558-017-0057-x
- Persönliches Profil von Nicolas Gruber