Klimafolge Ozeanversauerung Graphischer Streifzug durch die sauren Meere

Anbieter zum Thema

ETH Zürich

Mettler-Toledo GmbH

Fritsch GmbH - Mahlen und Messen

Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

Dass scheinbar kleine Veränderungen Großes bewirken können, zeigt sich an der Versauerung der Ozeane. Seit 1982 ist der pH-Wert des Meeres um 0,071 gesunken – ein Anstieg des Säuregehaltes um 18 Prozent. Dies veranschaulichen Forscher der ETH-Zürich mit einer auf wissenschaftlichen Daten basierenden interaktiven Streifen-Grafik. Die Versauerung bedroht vor allem Muscheln und Krebse, deren Schalen-Bildung stark vom pH-Wert abhängig ist.

Die meisten Menschen betrachten den Klimawandel als Erwärmung der Atmosphäre, deren Folgen vor allem das Land gefährden. Dabei geht vergessen, dass die Meere ebenfalls stark vom Klimawandel betroffen sind. Sie absorbieren nicht nur einen Großteil der zusätzlichen Wärme, die die erhöhte Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre erzeugt – sondern sie nehmen auch rund einen Drittel der menschgemachten CO₂-Emissionen aus der Atmosphäre auf. Dies bewirkt, dass die Ozeane durch höhere Konzentration an Kohlensäure versauern – mit erheblichen Folgen für die marine Lebenswelt.

„Trotz diesen tiefgreifenden Veränderungen sind sich viele Menschen nicht bewusst was in den Weltmeeren zurzeit passiert“, sagt Nicolas Gruber, Professor für Umweltphysik an der ETH Zürich. Das will der Meeresforscher zusammen mit seinem Team ändern. Nur: Wie den Menschen einen so abstrakten Begriff für einen komplexen Vorgang näherbringen?

Streifenmuster visualisiert Ozeanversauerung

Die Antwort der Forschenden lautet „Ozeanversauerung in Streifen“ – ein webbasiertes Grafik-Tool, das die Versauerung in verschiedenen Meeresregionen über die Zeit intuitiv mittels farbcodierter Streifen darstellen kann. Format und Erscheinungsbild der „Versauerungsstreifen“ sind bewusst von den bekannten „Klimastreifen“ des Britischen Klimawissenschaftlers Ed Hawkins inspiriert.

„Wir möchten damit die Ozeanversauerung besser sichtbar machen und das Bewusstsein dafür schärfen, dass die Versauerung neben der atmosphärischen Erwärmung eine weitere Hauptfolge der anthropogenen CO₂-Emission ist“, sagt Gruber.

Katastrophal für Kalkschalen

Wird CO₂ im Wasser gelöst, entsteht Kohlensäure. Das führt zu Ansäuerung des Meerwassers – der pH-Wert sinkt. Ein Teil des gelösten CO₂ reagiert auch mit dem gelösten Karbonat im Wasser, was den Sättigungsgrad von Wasser gegenüber von Karbonatmineralien wie Aragonit (dem Baustoff der Korallen) verringert.

Beide chemischen Vorgänge schaden insbesondere jenen Meeresorganismen, die Kalkschalen aus Karbonatmineralien bilden, darunter diverse Planktonarten, Muscheln und Korallen. „Da diese Lebewesen oft am Anfang der Nahrungskette stehen, sind sie für viele marine Ökosysteme existenziell und damit auch für uns Menschen relevant“, erklärt Gruber.

Der ETH-Streifen-Generator visualisiert die Veränderung des Säuregrads (pH) oder der Aragonit-Sättigung in über 60 Regionen.

Der Klimawandel in 26 Fakten

Bildergalerie mit 29 Bildern

Die Daten bestätigen: menschengemachter Klimawandel ist Hauptursache

Die wissenschaftliche Grundlage für die Versauerungsstreifen bildet ein auf Beobachtungen basierender Datensatz der Ozeanversauerung namens OceanSODA-ETHZ, der fast alle Meeresregionen über die letzten vierzig Jahre abdeckt. OceanSODA-ETHZ entstand 2021 in einer Arbeit von Grubers Postdoc Luke Gregor, der Schiffsmessungen und Satellitendaten mithilfe von maschinellem Lernen miteinander verband.

Mit dem beobachtungsbasierten Datensatz hat Grubers Team nun die Trends und Treiber der Versauerung untersucht: In einer Studie zeigen die Forschenden zum ersten Mal anhand von Daten auf, wie sich die Meeresversauerung weltweit in den letzten Jahrzehnten entwickelt hat.

„Dass die Ozeane CO₂ aus der Atmosphäre aufnehmen und versauern, gilt zwar als erwiesen. Doch eine weltweite Zunahme wurde bisher nur unzureichend durch Beobachtungen bestätigt“, erklärt Erstautorin Danling Ma, Masterstudentin in Grubers Team. Diese Lücke haben die Forschenden nun geschlossen.

„Unsere Ergebnisse bestätigen, dass pH-Wert und Aragonit-Sättigung im gesamten globalen Ozean gesunken sind und dass diese Trends hauptsächlich durch den Anstieg von gelöstem anorganischem Kohlenstoff aus der Atmosphäre bedingt sind“, bilanziert Ma. Die Forschenden haben somit eindeutig nachgewiesen, dass die menschgemachten CO₂-Emissionen die fortschreitende Ozeanversauerung verursachen.

Originalpublikation: Ma D, Gregor L, Gruber N.: Four Decades of Trends and Drivers of Global Surface Ocean Acidification, Global Biogeochemical Cycles (2023), published online 06 July 2023 DOI: 10.1029/2023GB007765

(ID:49696434)