Die Versauerung der Ozeane bezieht sich auf den Prozess, in dem die Ozeane unseres Planeten aufgrund des globalen Anstiegs der Kohlendioxidemissionen saurer werden.
Experten schätzen, dass die Ozeane der Erde seit der industriellen Revolution mehr als ein Viertel des atmosphärischen Kohlendioxids (CO2) absorbiert haben, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird. Im Ozean durchläuft das gelöste Kohlendioxid eine Reihe chemischer Reaktionen, die die Konzentration von Wasserstoffionen erhöhen und gleichzeitig den pH-Wert und die Carbonatmineralien des Ozeans senken - ein Prozess, der als Ozeanversauerung bezeichnet wird.
Studien haben gezeigt, dass die Versauerung der Ozeane dramatische Folgen für das Leben im Meer und für Gemeinschaften haben kann, deren Lebensunterhalt von den Ressourcen unseres Ozeans abhängt.
Was verursacht die Versauerung der Ozeane?
Wenn Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Meerwasser gelöst wird, bildet es Kohlensäure und setzt Wasserstoffionen frei. Die Säure oder Alkalität wird durch die Anzahl der in Wasser gelösten Wasserstoffionen (H +) bestimmt und anhand der pH-Skala gemessen. Diese Wasserstoffionen verbinden sich mit verfügbaren Carbonationen (CO3-) unter Bildung von Bicarbonat (HCO3-), wodurch das verfügbare Carbonat in den Ozeanen abgereichert wird. Das ist eine große Sache, denn weniger Karbonat in den Ozeanen erschwert die Verkalkung von Kreaturen wie Korallen, Muscheln, Seeigeln oder Plankton, um ihre Kalziumkarbonat (CaCO3) -Schalen oder -Skelette zu bilden.
"Im Moment setzen wir ungefähr 10 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr in die Atmosphäre frei und ungefähr zweieinhalb Milliarden Tonnen davon gelangen in den Ozean", sagte Scott Doney, Professor für Umweltwissenschaften an der Universität von Virginia, gegenüber Live Wissenschaft.
Seit Beginn der Industrialisierung vor mehr als 200 Jahren ist der pH-Wert der Oberflächengewässer der Ozeane um 0,1 Einheiten gesunken. Dies scheint nicht viel zu sein, aber der pH-Wert ist logarithmisch, was bedeutet, dass jede Einheit einen zehnfachen Anstieg des Säuregehalts darstellt. Diese 0,1 entspricht einer Erhöhung des Säuregehalts um ungefähr 30%. Es wird geschätzt, dass der pH-Wert bis zum Ende des Jahrhunderts um 0,4 Einheiten sinken könnte, wenn die globalen Emissionen nach Angaben des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel mit einem "Business as usual" -Ansatz fortgesetzt werden.
Tatsächlich haben Forscher herausgefunden, dass unsere Ozeane in den letzten 300 Millionen Jahren schneller sauer werden als jemals zuvor - ein Zeitraum, der vier Massensterben umfasst.
"Bis in die 1950er Jahre waren die Menschen besorgt, dass der Ozean all diesen Kohlenstoff aufnehmen würde", sagte Doney. "Wir wussten, dass dies die Chemie des Meerwassers verändern würde, aber wir wussten erst Ende der 90er Jahre, wie empfindlich Organismen für die Versauerung der Ozeane sind."
Was die Versauerung des Ozeans mit Korallen und anderen Meereslebewesen tut
Leider bilden viele der Organismen, die am empfindlichsten gegenüber Ozeanversauerung sind, die Basis des ökologischen Nahrungsnetzes in Meeresumgebungen. Die Bedrohung dieser Arten gefährdet noch mehr Meereslebewesen und damit auch die Gemeinden, die auf die einst reichhaltigen Ressourcen des Ozeans angewiesen sind. Tiere wie Korallen, die bereits von steigenden Meerestemperaturen bedroht sind, sind besonders durch die Versauerung der Ozeane gefährdet. Studien haben gezeigt, dass eine zunehmende Versauerung der Ozeane die Fähigkeit vieler Korallenarten, ihre Kalziumskelette zu züchten, negativ beeinflusst.
Andererseits haben Studien gezeigt, dass winziges, verkalkendes Phytoplankton, sogenannte Coccolithophore, das sich ändernde Klima vorübergehend ausnutzt. Diese einzelligen pflanzenähnlichen Lebewesen leben in Hülle und Fülle in den oberen Schichten der Ozeane der Erde und nehmen durch Photosynthese Sonnenlicht und Kohlendioxid auf. Coccolithophore sind bekannt für die schönen und komplizierten mikroskopisch kleinen Panzerplatten, die sie aus Calciumcarbonat bilden, sogenannte Coccolithen. Die winzigen Algen sind die Hauptverkalker unserer Ozeane und tragen maßgeblich zum Kohlenstoffkreislauf der Erde bei. Wenn Coccolithophore sterben, sinken ihre Calcitschalen auf den Meeresboden und lagern Kohlenstoff ab.
"In den letzten Jahrzehnten hat der Anstieg des Kohlendioxids Coccolithophore unterschiedlich begünstigt, da ihr Photosynthesesystem noch nicht gesättigt war und diese zusätzliche Energie in höhere Wachstumsraten umgesetzt wurde", sagte Sara Rivero-Calle, eine Forscherin am Center for Meereswissenschaften an der University of North Carolina, Wilmington. "Sobald der Kohlendioxidgehalt eine bestimmte Schwelle erreicht, werden ihre Wachstumsraten nicht mehr steigen, da sie mehr Energie in die Verkalkung als in Wachstum und Teilung umleiten müssen. In diesem Sinne unterscheiden sich Coccolithophore nicht wesentlich von anderen Verkalkern - den niedrigen Der mit der Versauerung der Ozeane verbundene pH-Wert erschwert ihnen letztendlich die Verkalkung. "
Wie wirkt sich die Versauerung der Ozeane auf den Menschen aus?
"Korallen sind das, was wir als Grundart bezeichnen, weil sie den Lebensraum schaffen, in dem andere Organismen leben. Wenn sich die Korallen verschieben oder verändern, betrifft dies alle", sagte Doney. Und das schließt Menschen ein.
"Korallen sind für die Entwicklungsländer besonders wichtig. Viele kleine Küsten- und Inselstaaten sind auf Korallenriffe angewiesen, um sich mit Lebensmitteln zu versorgen und das Einkommen zu erzielen, das sie durch Erholung und Tourismus erzielen", sagte er. "Das Vorhandensein von Korallen schützt auch ihre Küsten vor Stürmen und Wellen. Wenn diese Riffe zu erodieren beginnen, nimmt dieser Schutz ab."
Die Auswirkungen der Ozeanversauerung sind nicht gleich. Einige Regionen und Organismen sind stärker und früher betroffen als andere. Viele Küstengewässer sind bereits von den negativen Auswirkungen der Versauerung der Ozeane betroffen. Flüsse können verschmutztes und saureres Wasser in die Küstenumgebung bringen und zusätzlichen Stress verursachen. Das Aufschwellen des Ozeans, bei dem Strömungen kälteres Wasser mit höheren Kohlendioxidkonzentrationen aus den Tiefen des Ozeans an die Oberfläche bringen, verstärkt auch die Auswirkungen der Versauerung des Ozeans in Küstengewässern.
Der pazifische Nordwesten und die nordöstliche Atlantikküste der Vereinigten Staaten seien besonders gefährdet, sagte Doney. Diese Regionen haben eine millionenschwere Muschelindustrie, die die Auswirkungen der lokalisierten Versauerung aus erster Hand sieht. Austernfarmen im pazifischen Nordwesten hatten große Produktionsausfälle, nachdem sich Milliarden von Austernlarven durch die Versauerung der Ozeane aufgelöst hatten. Die Wildlachsfischerei in der Region kann ebenfalls gefährdet sein, da sich die Schalen winziger Meeresschnecken, sogenannte Pteropoden (eine Hauptnahrungsquelle für Junglachse), bekanntermaßen unter sauren Bedingungen auflösen.
Egal, ob Sie ein mikroskopisch kleines Phytoplankton des Meeres oder ein landliebender Mensch sind, es ist sehr wahrscheinlich, dass die Versauerung des Ozeans Ihr Leben langfristig beeinflusst. Die schlechte Nachricht ist, dass unsere Ozeane weiterhin saurer werden, wenn die globalen Kohlendioxidemissionen anhalten.
"Unser bester Fall ist, wenn wir unsere Kohlenstoffemissionen stabilisieren. Derzeit befinden wir uns in unserer Atmosphäre bei etwa 410 ppm Kohlendioxid", sagte Doney - ein Wert, der eine eventuelle Stabilisierung der Ozeanversauerung ermöglichen würde. "Der schlimmste Fall ist, dass wir die Kohlenstoffemission nicht verlangsamen und die Versauerung weiter zunimmt", sagte er. "Es wird eine Schwelle geben, die Ökosysteme erreichen, wo sie nicht mehr mithalten können."
