Sauer macht traurig

Das Kohlendioxid aus unseren Auspuffen und Schloten verschwindet zu einem Drittel in den Ozeanen. Hier wird es zu Kohlensäure, die das Wasser immer saurer macht. Ein Großexperiment im Nordmeer bei Spitzbergen lässt wenig Gutes erahnen.
Dez 2012, No. 95

Weltkarte

Heftinhalt mare No. 95

GOTTES KAPITÄNE
Ohne Schiff und ohne Hafen – wie die Päpste die Meere beherrschten.

DER ROTE STERN SINKT
Chinas Werfteninflation

SIZILIANISCHES DRAMA
Fisch, Schatz und Mafia
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Vermutlich sind sie die grössten Plastiksäcke, die derzeit in den Meeren treiben. 25 Meter tief ragen sie hinab. Zwei Meter breit sind sie, reißfester als dicke Mülltüten und durchscheinend wie Frischhaltefolie. „Mesokosmen" nennt Ulf Riebesell seine riesigen Kunststoffschläuche, die wohl ungewöhnlichsten Versuchsgeräte, die die Meeresforschung derzeit zu bieten hat. Sie hängen an einem Alugestänge mit quietschorangen Schwimmkörpern. Der Meeresbiologe des Kieler Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung sperrt darin Meerwasser wie in einem Aquarium ein. 55 000 Liter in einer Plastikwurst. Für gewöhnlich verfrachtet man Meeresgetier in Aquarien an Land, um es zu studieren. Mit den Mesokosmen aber kommt das Aquarium zu den Lebewesen ins Meer. Das Experiment ist einzigartig. In der Kunststoffhülle schließen die Forscher das Wasser mitsamt seiner Bewohnerschaft, den Algen, Kleinkrebsen und Fischlarven, für mehrere Wochen ein, um sie vor Ort zu beobachten. „Es ist ein Heidenaufwand, die Geräte mit einem Forschungsschiff aufs Meer zu fahren, mit dem Kran ins Wasser zu setzen und am Grund zu verankern", sagt Riebesell. Aber sonst würde er nie erfahren, wie es um die Zukunft der Meeres­lebensräume steht. Denn Algen und Schnecken, Jungdorsche und Korallen sind akut bedroht: durch das Treibhausgas Kohlendioxid.

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Lange hatten Wissenschaftler vor allem in die Luft geschaut und untersucht, wie stark Kohlendioxid, kurz: CO², die Atmosphäre aufheizen wird. Vor knapp zehn Jahren dämmerte den ersten Experten, dass sich die Menschheit mit der Verbrennung von Erdöl, Gas und Kohle ein zweites Riesenproblem einhandelt. Kohlendioxid löst sich leicht in Wasser, dabei erzeugt es Kohlensäure. Die Folge: Das Meer versauert langsam, aber sicher. Es schluckt ein Drittel von dem, was aus Auspuffrohren und Schloten in die Atmosphäre quillt. Täglich verschwinden CO²-Massen mit einem Gewicht von rund vier Millionen Mittelklasseautos in den Ozeanen. Zur globalen Erwärmung gesellt sich die Ozeanversauerung - die Meeresforscher sprechen von den „evil twins", den „bösen Zwillingen". Was sich in den kommenden Jahrzehnten im Wasser abspielen wird, weiß niemand. Erste Experimente lassen Schlimmes ahnen: Im angesäuerten Meerwasser lösen sich die Gehäuse von Schnecken auf, manche Fischlarven büßen ihren Geruchssinn ein und verlieren die Orientierung. Die Zahl der Publikationen zur Ozeanversauerung ist in den vergangenen fünf Jahren nach oben geschnellt. Dennoch ist das Wissen fragmentarisch. Vielfach hat man nur einzelne Arten im Labor untersucht. Wie die Ökosysteme und die Nahrungsnetze reagieren, in denen Tausende Arten miteinander verwoben sind, ist völlig offen.

Autor Tim Schröder

Als Student wurde der Oldenburger Wissenschaftsjournalist Tim Schröder, Jahrgang 1970, belächelt, weil er den Stoffwechsel im Hautmuskelschlauch des Wattwurms analysierte. Heute tröstet es ihn zu wissen, dass er damit einen kleinen Teil zur Erforschung der Folgen der Ozeanversauerung beigetragen hat. weitere Infos
Vielleicht helfen die Mesokosmen. Mesokosmos, „Mittelwelt": Ökologen bezeichnen damit Experimente in Wassertanks, Versuche, die mehr erfassen als der Blick durch die Lupe in die Mikrowelt, aber weniger als die Erforschung der Makrowelt, der Realität draußen. Mit seinen treibenden Schläuchen versucht Riebesell so viel Realität wie möglich einzufangen. Zwar ist das Meerwasser im Schlauch von der Außenwelt abgeschnitten wie der Guppy im Plastikbeutel. Doch das Drumherum stimmt. Das Wasser darin hat dieselbe Temperatur wie das Meer. Und auch die Sonnenstrahlung ist identisch. „Im Labor könnte man die natürlichen Bedingungen nur schwer nachahmen", sagt Riebesell.

Fotograf Nick Cobbing

Der Londoner Nick Cobbing, geboren 1967, untersucht in seiner Fotografie Natur- und Industrielandschaften und ihre Beziehungen zueinander. Seine Arktisbilder wurden weltweit ausgestellt; eines davon erhielt 2011 den World Press Award. weitere Infos

Vor gut einem Jahr reiste er mit den Gestellen zur Arktisinsel Spitzbergen, zur internationalen Forschungsstation in Ny-Ålesund, der nördlichsten ganzjährig bewohnten Siedlung der Welt, gerade einmal 1200 Kilometer vom Nordpol entfernt. Selbst im Sommer ist es dort kalt. Nur für wenige Wochen gibt das Eis das Land um die Station frei. Das Wasser hat um die null Grad.

Die Forscher schleppten ihre Mesokosmen hinaus in den Fjord. Während des Transports waren die Schläuche gerafft. Erst auf dem Meer wurden sie aufgefaltet und in die Tiefe gezogen. Neun Mesokosmen dümpelten schließlich einige hundert Meter vom Ufer entfernt im Wasser, fremdartig wie abgestürzte Raumgefährte. „Wir haben die Mesokosmen mit Kohlen­dioxid beblubbert und in jedem Schlauch einen anderen pH-Wert eingestellt", einen anderen Säuregrad, sagt Riebesell. Damit nehmen die Forscher in ihren Mesokosmen die Zukunft vorweg, denn mit Simulationen hat man inzwischen ziemlich genau berechnet, wann verschiedene Meeresgebiete niedrige pH-Werte erreichen und gefährlich versauern werden. Fünf Wochen fuhren die Forscher täglich hinaus in den Fjord. Sie nahmen Proben, bestimmten Sauerstoffgehalt und Nährstoffwerte. Im Labor gaben sie das Wasser in Petrischalen, zählten am Mikroskop die Algen und untersuchten Zooplankter, Larven und Krebschen, auf krankhafte Veränderungen.

Die Ergebnisse sind ernüchternd. Ab einem bestimmten pH-Wert geht es den Lebewesen an den Kragen, vor allem den Pteropoden, den Flügelschnecken mit ihren dünnen, zerbrechlichen Gehäusen. Die unscheinbaren Tierchen, die wie kleine Erbsen mit zarten Schwingen im Wasser rudern, sind enorm wichtig. Fische und Wale verschlingen sie in rauen Mengen. Pteropoden gelten als ozeanische Knabberei.

Fatalerweise bauen sie ihr zartes Gehäuse aus Aragonit, einer bestimmten Kalkart, die leicht von gesäuertem Meerwasser angegriffen wird. Die Gehäuse lösen sich auf, die Mikroelfen gehen ein. So wie der Eisbär zur schicksalhaften Ikone der Erderwärmung geworden ist, sind die sympathischen Pteropoden sym- bolisch für die Versauerung der Meere. Im Internet findet man bereits den traurig-schönen „Pteropod-Blues" samt Kinderchor.

Millionen Tonnen von zusätzlichem CO² machen aber nicht nur den Lebewesen zu schaffen. Sie bringen vor allem die Chemie des Meeres durcheinander. CO² führt nicht nur zu einer Versauerung. Es reagiert mit Wasser auch zu verschiedenen Ionen, geladenen Molekülen, genauer: zu Karbonat- und Bikarbonationen. Das Karbonat ist ein wichtiger Werkstoff für Pteropoden, Seeigel oder auch Muscheln, die es für den Haus- und Schalenbau benötigen. Im versauernden Meerwasser nimmt die Menge der Karbonationen ab. Den Meerestieren fehlt es an Substanz. Das weiß man schon lange. Doch Riebesell hat aus Spitzbergen neue Erkenntnisse mitgebracht: In den besonders stark beblubberten Mesokosmen entsteht weniger Dimethylsulfidgas als in normalem Meerwasser. Wer schon einmal durch den Tang am Ostseestrand gestapft ist, kennt den Mief dieser Substanz. Er entweicht, wenn sich tote Algen zersetzen. Noch können die Forscher nicht erklären, warum die Gasproduktion abnimmt. Doch ist das Ergebnis beängstigend.

Dimethylsulfid gehört zu den Regenmachern. Es steigt über den Ozeanen in die Atmosphäre und bildet dort Wolken, denn an den Molekülen kondensiert Wasserdampf. „Diese Wolken reflektieren Sonnenlicht und zum Teil auch Wärmestrahlung", erklärt Riebesell. „Steigt weniger Dimethylsulfid auf, könnte das die Wolkenbildung und die Rückstrahlung verändern." Auch hier sind die Folgen kaum abzuschätzen.

Die Ozeanversauerung selbst aber ist gewiss. Denn was hier abläuft, ist simple Chemie. Je mehr CO² in der Atmosphäre schwebt, desto mehr löst sich davon im Wasser. Die Veränderung des Klimas mit seinen vielen Variablen wie der Wasser- und Lufttemperatur, den Meeresströmungen oder Luftdrücken ist extrem schwer abzuschätzen. Die Ozeanversauerung aber ist eine einfache Gleichung. „Sie ist nicht einmal mehr in Australien umstritten, wo viele immer noch am Klimawandel zweifeln", sagt die Meeresbiologin Katharina Fabricius vom Australian Institute of Marine Science in Townsville.
Textauszug. Den gesamten Beitrag lesen Sie in mare No. 95.

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