Für Plankton gibt's Saures
Übersäuerung der Ozeane bedroht kalkhaltige Meerestiere
Die zunehmende Versauerung der Ozeane wird einen noch nie da gewesenen Druck auf alle Meerestiere ausüben, die über Schalen und Körperteile aus Kalziumkarbonat verfügen: Die durch die vermehrte Lösung von Kohlendioxid im Wasser entstehende Kohlensäure greift diese Kalkvariante nämlich an, zeigt eine großangelegte Computersimulation britischer Forscher. Nach dieser Berechnung werden die Ozeane in Zukunft durch den erhöhten CO2-Eintrag noch schneller übersäuern als während der bisher stärksten Erwärmungsphase vor 55,5 Millionen Jahren, dem sogenannten Paläozän-Eozän-Temperaturmaximum. Die Folgen müssen unter anderem auch bestimmte Planktonorganismen ausbaden, die die Basis der maritimen Nahrungspyramide bilden: Sie müssen sich genetisch anpassen, andere Lebensräume finden – oder sie werden aussterben.
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Für die Prognose haben die Wissenschaftler mit dem Erdmodell Genie-1 des britischen E-Science-Programms die Umweltveränderungen in den Weltmeeren zu verschiedenen Zeitpunkten verglichen. Dazu kombinierten sie für die Simulation 3-D-Modelle über die Biogeochemie der Ozeane und der Atmosphäre mit 2-D-Modellen über Meereseis, den Transport von Wärme und Feuchtigkeit sowie die Wechselwirkung mit Tiefseesedimenten. Sie kalibrierten das Modell auf die heutigen Gegebenheiten und prüften verschiedene Versauerungs-Szenarien. Dann pflegten sie die Daten zu Klima und Kohlenstoffzyklus während des Temperaturmaximums im Paläozän und Eozän in das Modell ein und rechneten dieselben Szenarien erneut durch.
Die Untersuchungen ergaben, dass die Ozeane in Zukunft noch stärker versauern als während des Temperaturanstiegs vor etwa 55 Millionen Jahren. Das wird zu einer Untersättigung an Kalziumkarbonat im Wasser führen, denn dieses löst sich in zu saurer Umgebung auf, erklären die Wissenschaftler. Meerestiere, die das Mineral in ihren Körper einbauen, müssen deshalb um ihr Leben bangen: Ihnen wird künftig zu wenig Kalzium zur Strukturbildung zur Verfügung stehen. Betroffen sind sowohl die Bewohner der Oberflächengewässer als auch des Meeresgrundes. Letztere haben besonders schlechte Karten, denn der Lebensraum in der Tiefsee ist der stabilste der Erde. Entsprechend unflexibel reagieren die Lebewesen auf Veränderungen. Beim Plankton könnte sich die schnelle Populationsfolge auszahlen: Gelingt ihm die flinke Anpassung an die neuen Umweltbedingungen, erhöhen sich die Überlebenschancen.
Während des Paläozän-Eozän-Temperaturmaximums stiegen die mittleren Temperaturen auf der Erde von 18 auf über 23 Grad Celsius. Auch dieses Ereignis führte zu einer starken Untersättigung an Kalziumkarbonat in den Ozeanen. Allerdings trat die Erwärmung viel langsamer ein, als dies für die Zukunft zu erwarten ist. Auch wurde das biochemische Gleichgewicht in den Meeren weniger stark gestört, weil ausreichend neues Kalzium über die Verwitterung von kalkhaltigen Gesteinen eingespült wurde.
Andy Ridgwell (University of Bristol) et al.: Nature Geoscience, doi: 10.1038/ngeo755
ddp/wissenschaft.de - Regula Brassel
