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Klimawandel bringt Kohlenstoffaufnahme des Nordatlantiks durcheinander

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Kleinste Meeres-Lebewesen transportieren riesige Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre in die Tiefen der Ozeane, wo er abgelagert und somit langfristig aus der Atmosphäre entfernt wird. Eine neue Studie zeigt nun, dass dieser Prozess zumindest im Nordatlantik durch den Klimawandel deutlich verändert wird.

 

Im globalen Kohlenstoffkreislauf spielen Ozeane eine wichtige Rolle als Kohlenstoffsenken: Einerseits wird Kohlendioxid chemisch gebunden, andererseits nimmt pflanzliches Plankton es durch Photosynthese aus der Luft auf. Winzige Tierchen, das sogenannte Zooplankton, fressen das pflanzliche Plankton. Um seinerseits nicht von Fischen oder anderen Räubern gefressen zu werden, verstecken sich viele Arten des Zooplanktons am Tag in tiefen, dunklen Meeresschichten. Manche Arten halten zudem in noch tieferen Schichten einen Winterschlaf. Dort setzen sie durch Atmung Kohlendioxid frei, aber dieses bleibt in den tiefen Wasserschichten gebunden. Zudem sinkt ihr Kot – in dem ebenfalls Kohlenstoff gebunden ist – zu Boden. Alle diese Vorgänge sind Teil der sogenannten „biologischen Pumpe“. Diese entfernt etwa gleich viel Kohlenstoff aus der Atmosphäre, wie wir Menschen zurzeit in sie freisetzen. Sie ist somit ein wichtiger Prozess, der den Treibhauseffekt abfedert.

Umweltwissenschaftler Philipp Brun, heute an der WSL tätig, zeigte nun zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Dänemark, den USA, Grossbritannien und Italien in einer kürzlich veröffentlichten Studie, dass der Klimawandel diese Pumpe im Nordatlantik deutlich verändert hat: Die Epizentren der Kohlenstoffsenken verschoben sich in Richtung Nordwesten. Zwischen Island und dem Golf von Maine wird nun mehr Kohlenstoff gebunden als früher, dafür nahm im offenen Nordatlantik der Transport ab.

Ruderfusskrebse änderten ihre Verbreitungsschwerpunkte

Die Forschenden fokussierten in ihrer Studie auf die Gruppe der Ruderfusskrebse (siehe Bild). Sie sind im Nordatlantik wichtige Fressfeinde des pflanzlichen Planktons, und es gibt lange Beobachtungsreihen zu ihrer Verbreitung und Häufigkeit. Obwohl die einzelnen Tierchen maximal so gross wie ein Reiskorn sind (Körperlänge reicht von 0,3 bis 7mm), leisten sie durch ihre ungeheure Anzahl einen zentralen Beitrag zur Kohlenstoffpumpe. Die Wissenschaftler kombinierten für ihre Studie Beobachtungsdaten über die zeitliche und örtliche Verbreitung der Ruderfusskrebse in den vergangenen sechzig Jahren mit theoretischen Überlegungen und Berechnungen, wie der Kohlenstoff durch Migration, Atmung, Kot oder Absterben der Tierchen in die Tiefen der Ozeane gelangt. Das Resultat: Veränderte Temperaturverhältnisse im Nordatlantik führten dazu, dass viele Arten den Schwerpunkt ihres Verbreitungsgebiets polwärts verschoben, und dass die Artenzusammensetzung sich veränderte. Entsprechend verlagerte sich auch die Hauptaktivität der biologischen Pumpe Richtung Nordwesten.

 
 

Philipp Brun ordnet ein: „Unsere Daten reichten nicht aus, um Änderungen der Leistungsfähigkeit der Pumpe über das ganze Nordatlantikbecken abzuschätzen. Aber wir konnten zeigen, dass die vom Klimawandel verursachten Verschiebungen der Verbreitungsgebiete wichtiger Arten regional zu beträchtlichen Änderungen im Kohlenstoffexport geführt haben. Es ist wichtig, dass wir diese Prozesse weiterhin genau beobachten.“

Die Berechnungen von Philipp Brun und seinen Kollegen sind grundsätzlich auch für andere Ozeane anwendbar, und sie könnten in Modelle, die den globalen Kohlenstofffluss simulieren, eingebaut werden.

 

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