Ozeanforschung Neue Sensoren untersuchen Versauerung der Meere

Zwei neu entwickelte Sensoren sollen zukünftig eine zuverlässige Datenbasis liefern, um die Versauerung der Meere genauer zu erforschen. Sie liefern Messdaten, die Rückschlüsse auf das im Meerwasser enthaltene Kohlendioxid zulassen. Das Besondere: Die hochpräzisen Sensoren sind robust genug, um in autonomen Messsystemen auf Fähr- und Containerschiffen installiert zu werden.

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Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH

Geesthacht – Die Versauerung der Meere zählt neben der globalen Erwärmung zu einer der Hauptfolgen des menschlichen Ausstoßes an Kohlendioxid (CO₂). Das Meerwasser nimmt durch den ständigen Austausch mit der Atmosphäre jährlich etwa 25% dieser heute vom Menschen verursachten CO₂-Emissionen auf. Die zunehmende Ozeanversauerung wirkt sich auf die chemischen und biologischen Prozesse im Meer aus. Vor allem kalkschalenbildende Lebewesen sind von den Folgen betroffen. Mit zunehmender Versauerung lässt ihre Fähigkeit, kalkhaltige Schutzhüllen zu bilden, nach. Weil diese Arten oft die Basis der Nahrungsketten in den Ozeanen bilden, können sich daraus weitere schwerwiegende Konsequenzen für das gesamte Ökosystem und letztlich auch für den Menschen ergeben.

Steffen Aßmann vom Institut für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht befasst sich mit chemischen Prozessen im Meer, die sich mit zunehmender Versauerung der Ozeane verändern. Im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelt der Chemieingenieur zwei neue Messgeräte. Die Sensoren messen zum einen den pH-Wert, der den Säuregrad des Wassers angibt und zum anderen das Säurebindungsvermögen, die Alkalinität. Das Säurebindungsvermögen lässt Rückschlüsse auf das als Carbonatverbindungen im Meerwasser gebundene CO₂ zu. Durch die Kombination der beiden Messgrößen können dementsprechend das Carbonatsystem und der Anteil an Kohlendioxid charakterisiert werden, welche weitestgehend den Säuregehalt der Meere und damit die Lebensbedingungen für viele Organismen bestimmen.

Einsatz der Messsensoren in Ferryboxen möglich

Das einzigartige an den neuen Messsensoren: Sie sind sehr robust, arbeiten zuverlässig ohne aufwändige Wartung und messen hochpräzise. Deshalb können solche Sensoren nun standardmäßig in so genannte Ferryboxen installiert werden. Ferryboxen sind autonom arbeitende Messsysteme, die weltweit auf Schiffen mit festen Routen, wie beispielsweise Fähren oder Containerschiffen, eingebaut sind. Die Boxen enthalten Messgeräte, um die Wasserqualität im Meer zu erfassen. Durch die permanenten Messungen werden nach Fahrplan der Schiffe zuverlässig und regelmäßig lückenlose Daten zu Salzgehalt, Wassertemperatur, Algenkonzentration und vielen anderen Größen aufgezeichnet. Denn eine breite Datenbasis ist nötig, um die Veränderungen in den Ozeanen besser verstehen zu können. Die Ferrybox ist auch eine der Hauptkomponenten von COSYNA (Coastal Observations for Northern and Arctic Seas). Das durch das Helmholtz-Zentrum Geesthacht initiierte Küstenbeobachtungssystem ist ein nordseeweites Netz verschiedener Messstationen.

Originalpublikation:

S. Aßmann, C. Frank, and A. Kötzinger. Spectrophotometric high-precision seawater pH determination for use in underway measuring systems. Ocean Sci. Discuss., 8, 1339-1367, 2011

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