Warum sich die Ozeanchemie verändert, einfach erklärt
Der Ozean hat seit der Industriellen Revolution etwa ein Drittel des Kohlendioxids der Menschheit aufgenommen. Hier ist die tatsächliche Chemie dahinter, was das mit ihm macht.
Seit Beginn der Industriellen Revolution haben Menschen enorme Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt, indem sie fossile Brennstoffe verbrannten und Land rodeten. Der Ozean hat leise etwa dreißig Prozent dieses CO2 absorbiert und fungierte als riesiger Puffer, der das Tempo der atmosphärischen Erwärmung verlangsamt hat. Diese Absorption ist chemisch gesehen nicht kostenlos – sie hat die Chemie des Ozeans messbar verändert, ein Prozess, den Wissenschaftler Ozeanversauerung nennen.
Die Idee klingt abstrakt, bis sie in die tatsächlichen chemischen Schritte zerlegt wird, die einfach genug sind, um sie ohne Chemiestudium zu verfolgen, und spezifisch genug, um genau zu erklären, warum die Veränderung für die in diesem Wasser lebenden Tiere wichtig ist.
Die Chemie, in vier Schritten
Kohlendioxid löst sich direkt aus der darüber liegenden Luft in die Oberflächenschicht des Ozeans. Einmal gelöst, reagiert dieses CO2 mit Meerwasser zu Kohlensäure. Kohlensäure ist instabil und zerfällt schnell in Bicarbonationen und freie Wasserstoffionen. Diese Wasserstoffionen sind es, die das Wasser tatsächlich saurer machen – der pH-Wert ist buchstäblich ein Maß für die Wasserstoffionenkonzentration – und sie hören dort nicht auf: Sie reagieren auch mit vorhandenen Carbonationen im Wasser, wandeln sie in mehr Bicarbonat um und hinterlassen weniger Carbonationen. Dieser letzte Schritt ist derjenige mit echten Konsequenzen, denn Carbonationen sind der Rohstoff, den viele Meeresorganismen zum Aufbau von Kalziumkarbonatschalen und -skeletten verwenden.
Eine kleine Zahl, die eine große Veränderung bedeutet
Der durchschnittliche pH-Wert der Meeresoberfläche vor der Industriellen Revolution wird auf etwa 8,2 geschätzt. Seitdem ist er um etwa 0,1 Einheiten gesunken. Das klingt gering, aber die pH-Skala ist logarithmisch, was bedeutet, dass ein Abfall um 0,1 Einheiten einer Zunahme des Säuregehalts von etwa dreißig Prozent entspricht, nicht zehn. Wenn die Kohlenstoffemissionen ungebremst fortgesetzt werden, prognostizieren Modelle, dass der pH-Wert des Ozeans bis 2100 um weitere 0,3 Einheiten sinken könnte – eine Veränderung in einem Ausmaß, das in der geologischen Aufzeichnung seit zig Millionen Jahren nicht mehr gesehen wurde.
Warum es über die Chemie hinaus wichtig ist
Weniger verfügbare Carbonationen erschweren es Korallen, Austern, Muscheln, Seeigeln und vielen Arten von Plankton, ihre Schalen und Skelette aufzubauen und zu erhalten, da ein Teil der Energie, die sie sonst für das Wachstum aufwenden würden, nun in den Kampf gegen die Chemie des umgebenden Wassers fließt. Die Auswirkungen beschränken sich auch nicht nur auf schalenbildende Arten: Forscher, die das Verhalten von Fischen untersuchen, haben herausgefunden, dass saureres Wasser die Fähigkeit einiger Fische, einschließlich Clownfischen, messbar reduziert, die chemischen Hinweise von Raubtieren in der Nähe zu erkennen – eine Veränderung der Ozeanchemie, die sich direkt in einer Veränderung der Fähigkeit eines Tieres, Gefahr zu erkennen, niederschlägt.
Als illustrierte Geschichte erzählt
Häufig gestellte Fragen
Was ist Ozeanversauerung, einfach ausgedrückt?
Es ist der Rückgang des pH-Werts des Ozeans, verursacht durch die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre durch Meerwasser. Das gelöste CO2 bildet Kohlensäure, die Wasserstoffionen freisetzt, die das Wasser saurer machen und die Menge der verfügbaren Carbonationen reduzieren – Carbonat ist das Material, das viele Meerestiere zum Aufbau von Schalen und Skeletten benötigen.
Wie stark hat sich der pH-Wert des Ozeans tatsächlich verändert?
Der durchschnittliche pH-Wert der Meeresoberfläche ist seit vor der Industriellen Revolution um etwa 0,1 Einheiten gesunken, von etwa 8,2 auf etwa 8,1. Da der pH-Wert auf einer logarithmischen Skala gemessen wird, stellt dieser Rückgang um 0,1 Einheiten eine Zunahme des Säuregehalts von etwa dreißig Prozent dar.
Betrifft die Ozeanversauerung nur Schalentiere und Korallen?
Nein. Während verkalkende Organismen wie Korallen, Austern und einige Planktonarten am direktesten betroffen sind, weil sie Carbonationen zum Aufbau von Schalen benötigen, hat die Forschung auch Verhaltensauswirkungen bei Fischen festgestellt – zum Beispiel eine reduzierte Fähigkeit von Clownfischen, den chemischen Geruch von Raubtieren in saurerem Wasser zu erkennen.