Küstenchemie der Weltmeere Chemie, wo keine hingehört: anthropogene Stoffe im Ozean

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Putzen, Autofahren, Körperpflege – Menschen hinterlassen überall Spuren. Unser chemischer Fußabdruck hat sich längst in den Weltmeeren ausgebreitet und ist von der Küstenlinie bis weit ins offene Meer nachweisbar. Wie groß die menschengemachte Belastung der Ozeane ist, zeigt eine aktuelle Studie von Biochemikern.

Vom Menschen hergestellte Chemikalien durchdringen die Küstenmeere in bislang unbekanntem Ausmaß. Das zeigt eine aktuelle internationale Studie, für die ein Forschungsteam mehr als 2.300 Meerwasserproben aus über 20 Feldstudien analysierte. Die Proben wurden mehr als ein Jahrzehnt lang im Pazifik, Atlantik und im Indischen Ozean gesammelt.

„Selbst an Orten, die wir für unberührt halten, fanden wir eindeutige chemische Fingerabdrücke menschlicher Aktivität“, sagt Daniel Petras von der amerikanischen University of California, Riverside, der zudem eine Nachwuchsgruppe an der Universität Tübingen leitet. „Obwohl die chemische Verschmutzung der Meere lange bekannt ist, hat uns das Ausmaß doch überrascht“, sagt der Nachwuchsgruppenleiter im Exzellenzcluster „Kontrolle von Mikroorganismen zur Bekämpfung von Infektionen“ (CMFI) an der Universität Tübingen.

Selbst entlegene Korallenriffsysteme sind längst kein Sinnbild ursprünglicher und unberührter Meeresumgebungen mehr, sondern tragen laut Petras deutliche chemische Signaturen menschlicher Aktivität – von Landwirtschaft und Küstenentwicklung bis zum Tourismus.

Wie schwer sind Meere mit menschengemachten Chemikalien belastet?

Die Forschenden stellten fest, dass anthropogene Chemikalien weit über die Küstenlinie hinaus nachweisbar sind. Selbst mehr als 20 Kilometer vor der Küste machten vom Menschen stammende Verbindungen etwa ein Prozent der nachgewiesenen organischen Substanz aus. „In globalem Maßstab ist das eine enorme Menge an Material“, sagt Biochemiker Petras.

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In Küstengewässern erreichten die Signalwerte menschengemachter organischer Moleküle einen Medianwert von bis zu 20 Prozent, verglichen zu den niedrigsten Werten von etwa 0,5 Prozent im offenen Ozean. Extremwerte an Flussmündungen mit unbehandeltem oder schlecht behandeltem Abwasser überstiegen zum Teil sogar Werte von 50 Prozent.

Insgesamt identifizierte das Team 248 vom Menschen stammende Verbindungen, die über alle Proben hinweg einen Median von rund zwei Prozent des gesamten Signals ausmachen. Das Team erwartete Pestizide und pharmazeutische Verbindungen vor allem in Küstennähe, doch Industriechemikalien wie Weichmacher aus Kunststoffen, Schmiermittel und andere Chemikalien aus Pflege- und Konsumprodukte dominieren den menschlichen chemischen Fußabdruck in den Ozeanen.

Einige dieser Verbindungen bewegen sich an der Grenze zwischen organischen Molekülen und Nanokunststoffen und verwischen damit die Trennlinie zwischen chemischer und Kunststoffverschmutzung, erklärt Petras. „Diese Chemikalien sind ein wesentlicher Bestandteil der organischen Stoffgesamtheit der Ozeane. Das bedeutet, dass sie möglicherweise eine bisher unbekannte Rolle im Kohlenstoffkreislauf und in der Funktion des marinen Ökosystems spielen.“

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Vom Alltag zur Umweltbelastung

Die Ergebnisse verdeutlichen eine umfassendere, oft übersehene Tatsache: Alltägliche Aktivitäten wie Autofahren, Putzen und Körperpflege tragen zur Verbreitung von Chemikalien bei. Gleiches gilt für Lebensmittelverpackungen. Diese Chemikalien werden in den Abfluss gespült oder vom Regenwasser mitgeführt und gelangen über Flüsse und Abwassersysteme schließlich ins Meer.

„Was wir an Land verwenden, verschwindet nicht einfach“, sagt der Erstautor der Studie, Jarmo-Charles Kalinski von der University of California, Riverside. „Es landet oft im Meer, der letzten Senke.“ Die Ergebnisse haben auch Petras' eigene Gewohnheiten beeinflusst. „Ich reduziere meinen Kunststoffverbrauch, vermeide unnötige Verpackungen und konsumiere weniger hochprozessierte Lebensmittel“, sagt der Biochemiker. „Nicht nur um die Umwelt zu schützen, sondern auch, weil ich unnötige direkte chemische Belastungen für mich und meine Familie vermeiden möchte.“

Tausende Proben verschiedener Studien analysiert

Die Autoren der Studie unterstreichen, dass diese Analysen nur einen ersten Überblick verschaffen und weitere detaillierte Analysen erforderlich sind, um die Konzentrationen genau bestimmen zu können. Zudem sind die Auswirkungen der kumulativen chemischen Konzentrationen und ihre langfristigen ökologischen Folgen weitgehend unbekannt. Die Studie belegt deutlich, dass der Mensch die Meereschemie verändert. Was das für die Meereslebewesen, Nahrungsketten oder die Ökosystemresilienz bedeutet, müssten Folgeuntersuchungen zeigen.

Nichtsdestotrotz stellt die Studie stellt eine der bisher umfassendsten chemischen Metaanalysen der maritimen Küstenzonen dar. Sie stützt sich auf Proben, die für viele verschiedene Untersuchungszwecke gesammelt wurden, darunter für die Untersuchung der Gesundheit von Korallenriffen, von Algenblüten oder des Kohlenstoffkreislaufs. Eine wesentliche Neuerung des nun genutzten Ansatzes war die Kombination einheitlicher, hochauflösender Methoden der Massenspektrometrie über mehrere Labore hinweg sowie der Einsatz skalierbarer Computerverfahren, die in der Gruppe von Mingxun Wang, Assistenzprofessor für Informatik an der UC Riverside, entwickelt wurden. Dank dieser technologischen Fortschritte konnte die Gruppe Tausende von Proben aus nicht zusammenhängenden Studien als einheitlichen, konsolidierten Datensatz kombinieren und analysieren.

„Diese Arbeit war nur durch den Einsatz unserer Kooperationspartner rund um den Globus und deren öffentlich zugängliche Datensätze möglich“, sagt Petras. „Indem wir unsere Daten öffentlich zugänglich machen, hoffen wir, die Forschung zu beschleunigen und ein umfassenderes Verständnis der menschlichen chemischen Auswirkungen auf die Weltmeere zu ermöglichen.“

Trotz des Umfangs des Datensatzes weisen die Forscher darauf hin, dass große Teile der Welt noch wenig erforscht sind. Die Daten konzentrierten sich stark auf Nordamerika und Europa, mit begrenzter Abdeckung der Südhalbkugel und wenig Daten aus Regionen wie Südostasien, Indien und Australien. „Das Fehlen von Daten bedeutet nicht, dass das Problem nicht vorhanden ist“, sagt der Erstautor der Studie, Jarmo-Charles Kalinski von der University of California, Riverside. „Es bedeutet, dass wir noch nicht genau genug hingeschaut haben.“

Originalpublikation: Kalinski J-C, Pakkir Mohamed Shah A, Ruiz Brandão da Costa B, Farrell SP, Schellenberg L, Graves LG, Schramm T, Stincone P, Koester I, Stephens B, Torres R, Cancelada L, Utermann-Thüsing C, Quinlan Z, Wegley Kelly L, Carlson C, Castillo-Ilabaca C, Pantoja-Gutiérrez S, Beman J, Hartmann A, Aron A, Siwe Noundou X, Dorrington R, Tasdemir D, Haas A, Dorrestein P, Nelson C, Aluwihare L, Wang M & Petras D.: Widespread presence of anthropogenic compounds in marine dissolved organic matter, Nature Geosciences (2025);

DOI: 10.1038/s41561-026-01928-z

(ID:50799772)