Wichtiger CO2-Speicher

Die Ozeane der Erdespielen eine entscheidende Rolle für den Wärmehaushalt unseres Planeten. Die Meere sind in der Lage,einen Großteil des jährlich entstehenden Kohlendioxids zu speichern. CO2 wird in den Ozeanen aufgenommen, verteilt und in den Tiefen der Meere gespeichert.

Nach Daten des IPCC (Intergovernmental Panels on Climate Change) – das als Institution der Vereinten Nationen oft auch als „Weltklimarat“ bezeichnet wird – hat sich die Geschwindigkeit der Ozeanerwärmung und damit der Wärmeaufnahme seit 1993 mehr als verdoppelt.

Die Ozeane können etwa 50-mal mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre binden und 12-mal mehr als alle Landpflanzen und Böden zusammen. Durch die Bindung riesiger Mengen an Kohlendioxid aus der Atmosphäre verlangsamt das Meer die menschengemachte globale Erwärmung und nimmt eine Pufferwirkung wahr. Etwa 90 Milliarden Tonnen Kohlenstoff werden jährlich zwischen den Elementen Luft und Wasser ausgetauscht.

Einige Ökosysteme im Meer können CO2 besonders effizient aufnehmen und im Boden ablagern. Zu diesem sogenannten „blauen Kohlenstoff“, der von Küsten- und Meeresökosystemen gebunden und gespeichert wird, zählen Küstenökosysteme wie Mangroven, Salzwiesen und Seegras. Gemäß IPCC sind in den letzten 100 Jahren fast 50 % aller Küstenfeuchtgebiete aufgrund von lokalen menschlichen Eingriffen, Meeresspiegelanstieg, Erwärmung und extremen Klimaereignissen verloren gegangen.

Versauerung der Ozeane

Die zunehmende Speicherung von CO2 im Meerwasser hat aber negative Auswirkungen, indem das Meerwasser „versauert“,der Säuregrad also zunimmt. Der durchschnittliche pH-Wert von 8,2 des Meerwassers ist leicht basisch. Der Wert ist über die vergangenen 200 Jahre auf 8,1 gesunken. Wegen der logarithmischen Leseweise der pH-Werte entspricht dies einem Absinken um fast 30 %. In weiterer Zukunft könnte der pH-Wert der Ozeane bis zum Jahr 2100 um weitere 0,3 bis 0,4 Einheiten sinken, damit würde das Meerwasser um weitere 100 bis 150 % saurer werden. Eine Erhöhung des pH-Werts von Meerwasser belastet Meereslebewesen wie Korallen, Muscheln oder Krebse besonders. Der Anstieg des Säuregrades führt außerdem dazu, dass das Meerwasser immer weniger menschengemachte CO2-Emissionen binden kann.

Meere sind Wärmespeicher

Die weltweiten Ozeane werden durch menschengemachte Veränderungen immer höheren Belastungen ausgesetzt, sie können den Klimawandel immer schlechter abpuffern. Die Meere können gemäß IPCC rund 90 % der Wärme aufnehmen, die durch Sonnenstrahlung auf der Erde entsteht. Sie schützen die Erde nicht nur vor höheren CO2-Konzentrationen in der Luft, sondern auch vor wärmeren Temperaturen.

Der Klimawandel beeinträchtigt die Wirkung der Weltmeere als Klimastabilisatoren

• Laut Weltklimarat haben die Ozeane seit 1970 mehr als 90 Prozent der zusätzlichen (menschengemachten) Wärme aus der Erdatmosphäre aufgenommen und sich dadurch kontinuierlich erwärmt.

• Im Nordostatlantik ist die Temperatur des Oberflächenwassers zwischen 1982 und 2011 von rund 22,9 °C auf mittlerweileüber 24 °C angestiegen. Gemäß IPCC lag der damit einhergehende Anstieg des mittleren globalen Meeresspiegels zwischen 2006 und 2015 bei 3,6 mm jährlich.

• Der Meeresspiegelanstieg hat sich wegen der erhöhten Eisverluste des grönländischen und antarktischen Eisschildes – diese Verluste haben sich von der Periode 1997-2006 bis 2007-2016 verdreifacht – beschleunigt. Allerdings ist der Anstieg weltweit nicht einheitlich und unterscheidet sich je nach Region.

Ozeane als wesentlicher Faktor für den weltweiten Sauerstoffhaushalt

Algen und viele Mikroorganismen im Meer produzieren rund 70 Prozent des gesamten Sauerstoffs in der Atmosphäre.

Auf Basis des Klimawandels verändert sich der Austausch von Gasen und Nährstoffen. Steigende Temperaturen bedeuten eine verringerte Löslichkeit von Sauerstoff im Meerwasser, an der Wasseroberfläche gelangt weniger Sauerstoff in die oberen Schichten. Auch bedingt durch die Zufuhr von Süßwasser in hohen Breitengraden weist das warme Oberflächenwasser zunehmend eine geringere Dichte im Vergleich zu tieferen Teilen des Ozeans auf, was zu einer geringeren Durchmischung der einzelnen Meeresschichten führt.

Gemäß IPCC haben die oberen 1.000 Meter der offenen Ozeane seit 1970 über 40 Jahre rund 1,9 % an Sauerstoff verloren. Jene Meeresgebiete, die mit Sauerstoffmangel zu kämpfen haben, bezeichnet man als „Sauerstoff-Minimumzonen“. Meeresorganismen, die Sauerstoff benötigen, können in diesen Gebieten nicht mehr leben. Diese Zonen haben sich in den letzten Jahren deutlich ausgeweitet.

Die Ozeane interagieren an ihren Oberflächen mit der Atmosphäre, es gibt starke Wechselwirkungen zwischen diesen beiden „Klimaakteuren“. Dazu zählen auch gekoppelte Phänomene, die einen sich selbst verstärkenden Mechanismus beinhalten. Ein in diesem Zusammenhang bekanntes Phänomen ist El Niño, die El Niño – Southern Oscillation (ENSO).

Meeresumwälzung

Globale Meeresströmungen spielen eine wichtige Rolle rund um den globalen Wärme- und CO2-Haushalt.Die Umwälzprozesse des Meerwassers befördern das mit Wärme und CO2 angereicherte Wasser oftmals einerseits rund um die Erde und andererseits bis in große Meerestiefen.

Auf diese Weise wird im Oberflächenwasser gelöstes CO2 von Meeresströmungen und Mischungsprozessen in die Tiefen des Meeres transportiert, wo es sich über die Zeit anreichern kann. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer „physikalischen Kohlenstoffpumpe“.

Auf der anderen Seite wird CO2 auch beim Aufbau mariner pflanzlicher und tierischer Biomasse gebunden. Eine große Zahl dieser Organismen lebt in den obersten Wasserschichten und nimmt den gebundenen Kohlenstoff nach ihrem Tod mit in die Tiefe, was als „biologische Kohlenstoffpumpe“ bezeichnet wird.

Globale Meeresströmungen als quasi globales „Förderband“ sorgen seit langer Zeit für angenehm warme und milde Temperaturen in höheren Breitengraden. Allerdings benötigt das globale Förderband Jahrhunderte, bis sich das gesamte Wasser der Ozeane durchmischen kann. Kürzerfristige Entwicklungen an der Meeresoberfläche, wie etwa eine gesteigerte Aufnahme von CO2 oder Wärme, wirken sich deshalb erst mit großer Zeitverzögerung auf die gesamten Ozeane aus. Dennoch geht das IPCC davon aus, dass sich die Atlantische Meridionale Umwälzbewegung – also der „Golfstrom“ – in den letzten Jahren gegenüber vorindustrieller Zeit abgeschwächt hat.

Die Erwärmung der Meere und die damit verbundene thermische Ausdehnung des Wassers lassen den Meeresspiegel kontinuierlich ansteigen. Bei steigenden Temperaturen besteht die Gefahr einer massiven Abschmelzung der globalen Eisschilde. Es besteht die Möglichkeit, dass der damit verbundene Süßwassereintrag in die Ozeane deren gesamtes Strömungsverhalten verändern und damit auch die Wetterentstehung beeinflussen könnte. Die Reaktion der Ozeane auf den Temperaturanstieg einerseits und der Anstieg der Treibhausgasemissionen andererseits verlaufen sehr langsam. Wenn also das Ökosystem Meer aus dem Gleichgewicht gebracht wird, dann werden die negativen Auswirkungen möglicherweise erst Jahrzehnte später ersichtlich.

Die letzten zwölf Monate brachten den Weltmeeren auf monatlicher Basis neue Rekordtemperaturen. Das bisher zu beobachtende Phänomen eines Maximums in der Meerestemperatur im März und eine deutliche Abkühlung bis zum Juni blieb aus.

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