Polgebiete Arktis - Klimaforschung Wärmere Meere: Auswirkungen auf CO2-Bilanz

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Themen: Geografie - Erdkunde Naturwissenschaften und Technik Klima

Arktische Gewässer

CO2-Gehalt im Meer beeinflusst das Klima

In den Meeren ist die CO2-Konzentration sechzigmal höher als in der Atmosphäre. Im globalen Kohlenstoff-Kreislauf bindet das Meer einen Teil des atmosphärischen CO2, gibt aber auch wieder CO2 in die Atmosphäre ab. Etwa die Hälfte des menschlichen CO2-Ausstosses wird auf natürliche Art und Weise von den Meeren absorbiert. Umso wichtiger ist es zu verstehen, wie der CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre funktioniert. Neuste Forschungsergebnisse zeigen nun, dass während der Eiszeit mehr CO2 im Ozean gespeichert werden konnte als heute.

Praktisch stillstehende Wassermassen

Ein Forscherteam der ETH Zürich nahm gemeinsam mit nordamerikanischen Kollegen Messungen an Sedimenten des Meeresbodens vor. Diese Sedimente stammen von Bergen, die sich in einer Tiefe von zirka drei Kilometern unter der Wasseroberfläche des subarktischen Pazifik befinden. Dort sind die Wassertemperaturen nahe dem Gefrierpunkt und die tiefen Wassermassen mischen sich praktisch nicht mit dem Wasser der Oberfläche.

Um die Zirkulation des Wassers zu bestimmen, wurde die Radiocarbonmethode angewandt, die auf dem radioaktiven Zerfall des Kohlenstoff-Isotops C14 basiert. Messungen haben ergeben, dass das tiefe Pazifikwasser seit über 2000 Jahren nicht mehr an der Oberfläche war.

Winzige Einzeller verraten CO2-Austausch

Um zu sehen, wie sich die CO2-Situation im Vergleich zur letzten Eiszeit verändert hat, untersuchten die Forschenden Schlamm aus dem subarktischen Pazifik, der sich zirka einen Meter unter dem heutigen Meeresgrund befindet und etwa 20'000 Jahre alt ist. Dabei analysierten sie winzige kalkschalige Einzeller, sogenannte Foraminiferen. Diese schlossen während der Eiszeit in ihren Schaen den Kohlenstoff des sie umgebenden Meerwassers ein. Dem Forschungsteam gelang es nun, den C14-Gehalt genau zu messen. So konnten sie zeigen, dass das Wasser in den Tiefen der Ozeane während der Eiszeit weniger CO2 mit der Atmosphäre ausgetauscht hatte als heute.

Ernüchterndes Resultat

Das Team fand zudem klare Beweise, dass das Eiszeit-Wasser in der Tiefe mehr an CO2 aus der Atmosphäre gebunden hatte als die Meere unserer Zeit.

Die neusten Forschungsergebnisse zeigen, dass das Meer heute deutlich mehr CO2 in die Atmosphäre ausgasen als während der letzten Eiszeit.

Ozeane können zudem im Allgemeinen mehr CO2 binden, wenn sie kalt sind. Ozeane, die sich durch die Klimaveränderung erwärmen, geben mehr CO2 in die Atmosphäre ab.

Für das Klima hat diese Erkenntnis weitreichende Folgen. Die vom Menschen verursachte Erwärmung der Ozeane trägt zur zusätzlichen Bildung von Treibhausgasen bei, allen voran an CO2. Die Erderwärmung könnte sich also noch stärker beschleunigen als bisher angenommen.

Samuel Jaccard, Assistent an der ETH Zürich und einer der beiden Hauptautoren der Studie meint: "Auch wenn wir bei einem derart komplexen System wie dem Klimasystem nicht direkt von der natürlichen kalten Vergangenheit auf die durch Menschen veränderte, warme Zukunft schliessen können, zeigen unsere Resultate eines auf: Die durch den Menschen verursachte Erwärmung hat einen Rückkopplungseffekt auf den CO2-Austausch zwischen Ozeanen und der Atmosphäre, der sich negativ auf die globale CO2-Bilanz auswirken könnte."

Quelle: Text ETH Zürich, Oktober 2007

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