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Rubrik: Wissenschaft

Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid

Samstag, 23. März 2019, 06:47

Nicht alles Kohlendioxid (CO2), das beim Verbrennen von fossilen Energieträgern in die Luft gelangt, verbleibt in der Atmosphäre und trägt zur Erderwärmung bei. Die Weltmeere sowie die Ökosysteme auf dem Land nehmen beachtliche Mengen der menschgemachten CO2-Emissionen aus der Atmosphäre auf. Ohne diese sogenannte Kohlenstoffsenke wäre die CO2-Konzentration in der Atmosphäre deutlich höher und der menschgemachte Klimawandel entsprechend stärker

Nordsee vor Sylt

Unsere Meere sowie die Ökosysteme auf dem Land nehmen beachtliche Mengen der menschgemachten CO₂-Emissionen aus der Atmosphäre auf, Foto: © Olaf Klodt

Meere nehmen CO2 in zwei Schritten auf: Zuerst löst sich das CO2 im Oberflächenwasser. Dann wird es von marinen Umwälzpumpen verteilt. Meeresströmungen und Mischungsprozesse verfrachten das gelöste CO2 von der Oberfläche bis tief in die Ozeanbecken, wo es sich über die Zeit anreichert.

Die Frage, wieviel des menschgemachten CO2 der Ozean genau aufnimmt, ist für die Klimaforschung zentral. Einem internationalen Team von Wissenschaftlern unter Leitung der ETH Zürich und mit Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts ist es nun gelungen, die Senkenleistung des Ozeans in einem Zeitraum von dreizehn Jahren präzise zu bestimmen. Wie die Forschenden in der aktuellen Ausgabe von Science berichten, nahmen die Weltmeere zwischen 1994 und 2007 insgesamt etwa 34 Giga-Tonnen (Milliarden Tonnen) menschgemachten Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf. Das entspricht rund 31 Prozent der gesamten menschgemachten CO2-Emissionen in diesem Zeitraum.

CO2 in den Meeren

Zunahme des menschgemachten CO2 (Säule bis 3000 Meter Tiefe) in den Weltmeeren zwischen 1994 und 2007. Gebiete mit einer hohen Zunahme sind gelb eingefärbt, Grafik: aus Gruber et al., Science, 2019

Der prozentuale Anteil der CO2-Aufnahme unterscheidet sich dabei nicht von den vorherigen rund 200 Jahren seit der Industrialisierung, wohl aber die absolute Menge: Denn solange die atmosphärische Konzentration von CO2 ansteigt, entwickelt sich die Senkenleistung der Meere ungefähr proportional dazu – je höher also der CO2-Gehalt in der Luft, desto mehr wird es vom Meer absorbiert – bis dieses irgendwann gesättigt ist.

Während die Resultate insgesamt auf eine anhaltend starke Speicherfunktion der Meere im globalen Kohlenstoffhaushalt hindeuten, stellten die Forschenden erhebliche Unterschiede in der Speicherrate verschiedener Meeresregionen fest.

So hat der Nordatlantik zwischen 1994 und 2007 rund 20 Prozent weniger CO2 aufgenommen als er eigentlich sollte. „Das liegt wahrscheinlich an der schwächelnden nordatlantischen Umwälzpumpe Ende der 90er Jahre, die ihrerseits durch Klimaschwankungen verursacht wurde“, erklärt Nicolas Gruber, Professor für Umweltphysik der ETH Zürich. Die niedrigere Senkenleistung im Nordatlantik ging derweil mit einer deutlich höheren Aufnahme im Südatlantik einher, so dass sich die gesamtatlantische Zunahme von menschgemachten CO2 insgesamt wie erwartet entwickelte. Ähnliche Schwankungen dokumentierten die Forschenden auch im Südpolarmeer, im Pazifik und im Indischen Ozean.

Voraussetzung für diese Forschungsarbeit waren aufwändige Messungen der CO2-Konzentration und anderer chemischer und physikalischer Größen in den verschiedenen Meeren von der Oberfläche bis zum Meeresboden in bis zu sechs Kilometer Tiefe.

Infos: https://www.ethz.ch und https://www.awi.de.

Link zur Studie: http://science.sciencemag.org/content/363/6432/1193.

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