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Meeresbiologie: Der unsichtbare Wald im Meer

Das Phytoplankton entzieht der Atmosphäre große Mengen Kohlendioxid. Durch Düngung der Meere mit Eisen lässt sich die Vermehrung dieser Mikroorganismen anregen; damit wäre möglicherweise der globalen Erwärmung entgegenzuwirken.


Ein einziger Wassertropfen aus den oberen Schichten des Meeres enthält Tausende mikroskopisch kleiner pflanzlicher Lebewesen: das Phytoplankton. Zu diesen einzelligen Organismen zählen die Kieselalgen, deren Silikat-Skelette in ihrer großen Vielfalt an geometrischen Formen seit jeher jeden Wissenschaftler begeistern, der durchs Mikroskop schaut. Das Phytoplankton bewohnt alle Ozeane und damit drei Viertel der Erdoberfläche, aber es enthält nicht einmal ein Prozent der 600 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, die in der pflanzlichen Biomasse der Erde gebunden sind. Wegen der Winzigkeit der einzelnen Zellen ist dieser Unterwasserwald nahezu unsichtbar; gleichwohl beeinflusst er entscheidend die wichtigsten Stoffkreisläufe der Erde.

Das ist unumstritten; allerdings wissen wir erst seit kurzem einigermaßen genau, wie viel Kohlendioxid die winzigen Meeresbewohner aus der Atmosphäre in die Tiefsee verfrachten. Darüber hinaus machen neue Satellitenbeobachtungen und groß angelegte ozeanografische Forschungsprojekte allmählich deutlich, wie empfindlich die Mikroorganismen auf Veränderungen der globalen Temperatur, der Meeresströmungen und des Nährstoffangebots reagieren.

Diese Erkenntnisse haben bei einigen Wissenschaftlern, Unternehmern und politischen Entscheidungsträgern die Hoffnung geweckt, man könne durch Einbringen von Nährstoffen in die Meere die Menge an Phytoplankton vermehren und so der globalen Erwärmung entgegenwirken. Anfang letzten Jahres hat ein zweimonatiges Experiment im Südpolarmeer belegt, dass die Anreicherung der Oberflächenschicht mit kleinen Mengen von Eisen tatsächlich das Wachstum des Phytoplanktons anregt; dennoch bleibt es heftig umstritten, ob es sinnvoll und verantwortbar ist, den Ozean in großem Maßstab zu düngen. Vor einer so folgenschweren Aktion wäre es unerlässlich, zumindest die langfristigen ökologischen Nebenwirkungen genauer abzuklären.

Der globale Blick aufs Grüne

Seit vor etwa drei Milliarden Jahren die Cyanobakterien – die weltweit häufigste Art des Phytoplanktons – erstmalig Photosynthese betrieben, ist diese der bedeutendste unter den Prozessen, die der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen. Das Phytoplankton und seine evolutionären Nachfolger, die vor etwa 500 Millionen Jahren entstandenen Landpflanzen, spalten mithilfe der Energie aus dem Sonnenlicht Wassermoleküle in Wasserstoff- und Sauerstoffatome. Der Sauerstoff wird als Abfallprodukt ausgeschieden und liefert allen Tieren, einschließlich uns selbst, die Luft zum Atmen. Den Wasserstoff wandeln die Photosynthese treibenden Organismen mit Kohlenstoff aus anorganischem CO2 in organische Substanzen, insbesondere Zucker, um und bauen daraus ihre Zellen auf. Dieser Prozess prägt den Kohlenstoffzyklus der Erde und damit auch ihr Klima.

Die Verwandlung von CO2 in Biomasse, die so genannte Primärproduk­tion, konnte lange Zeit nur mangelhaft quantifiziert werden. Wie wir inzwischen wissen, haben bis vor etwa fünf Jahren die meisten Biologen den Beitrag des Phytoplanktons im Vergleich zu dem der Landpflanzen massiv unterschätzt. Zwar haben Ozeanografen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts die Produktivität des Phytoplanktons in Tausenden von Einzelmessungen erfasst, aber so unsystematisch und so ungleichmäßig über die Welt verteilt, dass nie ein auch nur halbwegs vollständiges Bild für einen bestimmten Monat oder ein bestimmtes Jahr zustande kam. Auch wenn man die Lücken mithilfe mathematischer Modelle zu füllen versuchte, blieben die Schätzungen für die globale Gesamtproduktivität unzuverlässig.

Das änderte sich 1997, als die Nasa den Sea Wide Field Sensor (SeaWiFS) in eine Erdumlaufbahn schoss, den ersten Satelliten, der imstande war, das Phytoplankton weltweit Woche für Woche zu beobachten. Dass Satelliten diese Organismen sehen können, verdanken sie dem an der Photosynthese beteiligten Chlorophyll a und weiteren Pigmenten, welche die blauen und grünen Anteile des Sonnenlichts absorbieren, während Wasser sie streut. Je mehr Phytoplankton an einer Stelle vorhanden ist, desto mehr Sonnenlicht dieser Wellenlänge schluckt es, sodass der Fleck dunkler erscheint als das benachbarte Wasser. Durch eine einfache Messung des vom Meer reflektierten Anteils an blauem und grünem Licht bestimmt also der Satellit die Chlorophyll- und damit auch die Phytoplanktonmenge.

Im Verbund mit den tausenden Messungen an der Oberfläche haben diese Chlorophyll-Satellitenbilder die Schätzungen erheblich verbessert. Trotz unterschiedlicher Analysemethoden kamen 1998 verschiedene Forschergruppen zur selben, verblüffenden Schlussfolgerung: Das Phytoplankton baut jedes Jahr un-gefähr 45 bis 50 Milliarden Tonnen an-organischen Kohlenstoff in seine Zellen ein – fast doppelt so viel wie das Maximum dessen, was zuvor je geschätzt worden war.

Im selben Jahr beschlossen meine Kollegen Christopher B. Field und James T. Randerson von der Carnegie Institu­tion in Washington, Michael J. Behrenfeld von der Rutgers-Universität und ich selbst, dieses globale Bild durch den Vergleich mit der Primärproduktion an Land abzurunden. Frühere Untersuchungen hatten zu der Schätzung geführt, dass die Landpflanzen pro Jahr beeindruckende 100 Milliarden Tonnen anorganischen Kohlenstoff assimilieren. Zur Überraschung vieler Ökologen enthüllte unsere Analyse der Satellitendaten, dass es tatsächlich nur etwa 52 Milliarden Tonnen sind. Anders ausgedrückt: Das Phytoplankton entzieht der Atmosphäre durch Photosynthese fast ebenso viel CO2 wie alle Bäume, Gräser und sonstigen Landpflanzen zusammen.

Diese Erkenntnis zwang die Biologen, einen neuen Blick auf das Schicksal toter Phytoplanktonzellen zu werfen. Die Einzeller aus dem Meer treiben keinen großen Aufwand für ihre Vermehrung; eine Zellteilung genügt, und die findet im Durchschnitt alle sechs Tage statt. In diesem Zeitraum würde sich also die Masse an Phytoplankton verdoppeln, wenn nicht die Hälfte absterben oder vom Zooplankton vertilgt würde, winzigen Tierchen, die ihrerseits Krebsen, Fischen und größeren Fleischfressern als Nahrung dienen. Dagegen müssen Landpflanzen einen großen Teil der Energie in den Aufbau von Holz, Blättern und Wurzeln stecken und brauchen daher im Schnitt zwanzig Jahre, bis sie komplett durch ihre Nachfolger ersetzt sind.

Zwischenlager Tiefsee

Die Einsicht, dass der kurze Lebenszyklus des Phytoplanktons der Schlüssel zu seiner Eigenschaft als Klimaregulator ist, mündete in ein internationales Forschungsprogramm namens Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS), das seit 1988 bis heute läuft. Erstes Ziel des Programms war die Quantifizierung des ozeanischen Kohlenstoffkreislaufs. Tote Planktonzellen, Tierkot und anderes organisches Material sinken ab, werden von Mikroben aufgenommen und in anorganische Stoffe, darunter CO2, zurückverwandelt. Ein Großteil dieses Recyclings spielt sich im lichtdurchfluteten Oberflächenwasser ab, wo das CO2 sofort wieder für die Photosynthese verfügbar ist oder in die Atmosphäre übertritt. Zwischen den Ozeanen und der Atmosphäre wird im Verlauf von sechs Jahren so viel Gas ausgetauscht, wie in der gesamten Atmosphäre enthalten ist.

Die größte Bedeutung für das Klima haben die organischen Stoffe, die unzersetzt in die Tiefsee absinken. CO2, das unterhalb von 200 Meter Wassertiefe freigesetzt wird, bleibt dort gefangen, weil dieses Wasser sich wegen seiner niedrigen Temperatur und hohen Dichte kaum mit der darüber liegenden, wärmeren Schicht vermischt. Durch diesen Vorgang, der als biologische Pumpe bezeichnet wird, entzieht Phytoplankton der Oberflächenschicht und der Atmosphäre CO2 und lagert es in der Tiefsee ein (zu den Einzelheiten siehe Spektrum der Wissenschaft 10/1993, S. 24). Aus einem Bericht, den Edward A. Laws von der Universität von Hawaii, drei weitere JGOFS-Forscher und ich 2001 veröffentlicht haben, geht hervor, dass die biologische Pumpe jährlich zwischen 7 und 8 Milliarden Tonnen, also etwa 15 Prozent des vom Phytoplankton assimilierten Kohlenstoffs, in die Tiefsee verfrachtet.

Im Laufe einiger hundert Jahre gelangen fast alle Stoffe, die in die Tiefsee absinken, durch aufwärts gerichtete Strömungen wieder ins Oberflächenwasser zurück, wo sie das Wachstum des Phytoplanktons fördern. Zusammen mit der biologischen Pumpe ergibt sich ein Kreislauf. Wenn dieser in seinem natürlichen Gleichgewicht ist, liegt der CO2-Gehalt der Atmosphäre etwa 200 ppm (parts per million oder tausendstel Promille) niedriger, als wenn es die biologische Pumpe nicht gäbe: angesichts des heutigen atmosphärischen CO2-Gehalts von 365 ppm ein ganz erheblicher Beitrag.

Die biologische Pumpe hat allerdings ein kleines Leck: Etwa ein halbes Prozent der toten Phytoplanktonzellen und des Tierkots lagert sich am Meeresgrund ab, statt an die Oberfläche zurückzukehren. Ein Teil dieses Kohlenstoffs wird zu Sedimentgestein – Schwarzschiefer zum Beispiel, dem weltgrößten Reservoir organischer Stoffe. Ein noch kleinerer Teil bildet sich zu Erdöl und -gas um. Die wichtigsten Brennstoffe der industrialisierten Welt sind also nichts anderes als fossile Überreste von Phytoplankton.

Der Kohlenstoff in Schiefer und anderem Gestein kehrt erst in die Atmosphäre zurück, nachdem die tektonischen Platten, in die er eingebaut ist, bei ihrer Kollision an Subduktionszonen tief ins Erdinnere gedrückt und dort durch die extreme Hitze und den Druck aufgeschmolzen werden. Das dabei freigesetzte CO2-Gas entweicht schließlich bei Vulkanausbrüchen.

Die Verfeuerung fossiler Brennstoffe bringt diesen Kohlenstoff etwa eine Million Mal so schnell in den Kreislauf zurück wie der Vulkanismus. Die Wälder und das Phytoplankton können das CO2 nicht schnell genug aufnehmen, um den zusätzlichen Eintrag auszugleichen, und die Konzentration dieses Klimagases ist erheblich angestiegen. Dass dieser Anstieg eine der Hauptursachen für die globale Erwärmung der letzten fünfzig Jahre ist, gilt als nahezu sicher.

Als die politischen Entscheidungsträger in den 1990er Jahren nach Wegen suchten, das überschüssige Gas loszuwerden, setzten sie ihre Hoffnung auf die Weltmeere, die im Prinzip das gesamte CO2 aus der Öl-, Gas- und Kohleverbrennung binden könnten. Einige Forscher und Firmen schlugen vor, zu diesem Zweck die biologische Pumpe künstlich zu beschleunigen. Das ließe sich grundsätzlich auf zwei Wegen erreichen: indem man zusätzliche Nährstoffe in die oberflächlichen Meeresschichten einleitet oder indem man das Phytoplankton dazu bringt, die vorhandenen Nährstoffe besser zu nutzen. (Hier und im Folgenden wird unter "Nährstoff" alles verstanden, was der Organismus zum Leben braucht.) In beiden Fällen würde die Vermehrung der mikroskopisch kleinen Organismen angeregt, und mehr tote Zellen würden entsprechend mehr Kohlenstoff in die Tiefsee abführen.

Der begrenzende Faktor

Erst seit einigen wichtigen Entdeckungen der letzten Jahre kennen wir die natürliche Verteilung der Nährstoffe in den Meeren. Alle Arten von Phytoplankton brauchen Stickstoff und Phosphor. Lange hatte man den Phosphor für den knapperen Nährstoff gehalten. Dieses zur Synthese von Nukleinsäuren nötige Element kommt nur in phosphathaltigen Gesteinen des Festlands vor und wird durch Süßwasser, vor allem Flüsse, ins Meer gespült. Stickstoff (N2) hingegen ist das häufigste Gas der Atmosphäre und löst sich gut im Meerwasser.

Zu Beginn der 1980er Jahre erkannten die Meeresbiologen jedoch, dass sie die Fähigkeit der Lebewesen zur Stickstoffaufnahme überschätzt hatten. Die wenigsten Phytoplanktonarten können molekularen Stickstoff (N2) in ihre Proteine einbauen; alle anderen brauchen fixierten, also mit Wasserstoff- oder Sauerstoffatomen verbundenen Stickstoff in Form von Ammonium (NH4+), Nitrit (NO2-) oder Nitrat (NO3-). Den Löwenanteil dieser Fixierung leisten einige wenige Bakterien- und Cyanobakterienarten. Sie wandeln N2 in Ammonium um, das dann bei ihrer Zersetzung ins Meerwasser gelangt.

Aus den Einzelheiten dieser chemischen Umwandlung geht hervor, warum tatsächlich der Stickstoff der wachstumsbegrenzende Faktor ist. Die Reaktion wird nämlich sowohl in den Bakterien als auch den Cyanobakterien durch das Enzym Nitrogenase katalysiert; das wiede­rum ist für den entscheidenden Reak­tionsschritt auf Eisen angewiesen. In ­Cyanobakterien wird die Energie zur Fixierung des Stickstoffs vorrangig von Adenosintriphosphat (ATP) zur Verfügung gestellt, dessen Herstellung ebenfalls relativ viel Eisen erfordert. Daher glauben viele Ozeanografen heute, dass dieses Metall der begrenzende Faktor für die gesamte Stoffwechselkette ist.

In vielen Meeresregionen ist Eisen so knapp, dass die Produktivität des Phytoplanktons erheblich darunter leidet. Der 1993 verstorbene John Martin, Chemiker an den Meereslaboratorien in Moss Landing (Kalifornien), vermutete dies Mitte der 1980er Jahre und konnte es durch Präzisionsmessungen auch nachweisen: Im äquatorialen und nordöstlichen Pazifik sowie im Südpolarmeer ist die Eisenkonzentration so niedrig, dass Phosphor und Stickstoff in der Oberflächenschicht nie ganz verbraucht werden.

Martins Hypothese war anfangs umstritten, vor allem weil ältere Messungen einen viel höheren Eisengehalt im Meerwasser ergeben hatten. Diese Proben erwiesen sich später als verunreinigt. Martin und seine Kollegen machten darauf aufmerksam, dass Eisen abseits der Küsten praktisch nur als Bestandteil des Staubs mit dem Wind in die Meere geblasen wird. Daher liegt seine Konzentration im offenen Meer selten über 0,2 ppm – ein Fünfzigstel bis Hundertstel der Konzentrationen von Phosphat und fixiertem, anorganischem Stickstoff.

Material aus der Vergangenheit, festgehalten in den Eisschichten der Antarktis, spricht ebenfalls für Martins Hypothese. Der Wostok-Eisbohrkern, gewissermaßen eine Chronik der letzten 420000 Jahre Erdgeschichte, zeigt, dass während der Eiszeiten der Eisengehalt und die Durchschnittsgröße der Staub-partikel höher lagen als zu anderen Zeiten (Spektrum der Wissenschaft 11/2001, S. 30). Das deutet darauf hin, dass die Kontinente trockener und die Windgeschwindigkeiten höher waren, wodurch mehr Eisen und Staub in die Atmosphäre gelangten als in den feuchteren Zwischeneiszeiten.

Das knappe Eisen im Meer ...

Wie Martin und andere Forscher außerdem feststellten, ging ein hoher Staub-anteil stets mit einem niedrigen CO2-Gehalt einher und umgekehrt. Dieser Zusammenhang lässt vermuten, dass der höhere Eiseneintrag in die Meere während der kältesten Perioden sowohl die Fixierung von Stickstoff als auch die Nutzung der Nährstoffe durch das Phytoplankton förderte. Das wiederum dürfte die biologische Pumpe auf Hochtouren gebracht und damit mehr CO2 aus der Atmosphäre abgeführt haben.

Im Verlaufe einiger Jahrtausende hatte das Phytoplankton geradezu dramatisch auf die damaligen Klimaänderungen reagiert. Martin wollte nun wissen, ob sich auch kleine Veränderungen bemerkbar machen – und zwar bereits nach einigen Tagen. Im Jahre 1993 führten seine Kollegen im äquatorialen Pazifik das weltweit erste Experiment zur Eisendüngung im offenen Meer durch. Aus den Tanks ihres Forschungsschiffes ließen sie ein paar hundert Kilogramm Eisen in Form verdünnter Eisensulfatlösung ins Wasser laufen, während das Schiff wie ein Rasenmäher auf einem fünfzig Quadratkilometer großen Fleck hin- und herfuhr. Das Ergebnis war viel versprechend, aber nicht schlüssig, vor allem da die Wissenschaftler nur etwa eine Woche Zeit hatten, die Reaktion des Phytoplanktons zu erfassen. Als dasselbe Team 1995 ein vierwöchiges Nachfolgeexperiment durchführte, gaben die Daten ein deutliches Bild: Der Eiseneintrag hatte die Photosyntheseleistung des Phytoplanktons drastisch erhöht und zu einer Blüte geführt, die das Wasser grün färbte (Spektrum der Wissenschaft 6/1997, S. 24).

Seither haben drei Gruppen aus Neuseeland, Deutschland und den USA unabhängig voneinander zweifelsfrei gezeigt, dass sich die Produktivität des Phytoplanktons im Südpolarmeer durch Ausbringen kleiner Eisenmengen erheblich steigern lässt. Das deutsche Experiment "Eisenex" wurde von Oktober bis Dezember 2000 mit dem Forschungsschiff "Polarstern" durchgeführt. Die bislang größte Meeresdüngung war das Southern Ocean Iron Experiment (SOFeX, nach der chemischen Bezeichnung Fe für das Element Eisen) unter der Leitung des Forschungsinstituts des Monterey-Bay-Aquariums und der Meereslaboratorien in Moss Landing. Drei Schiffe und 76 Wissenschaftler, da­runter vier meiner Kollegen von der Rutgers-Universität, waren im Januar und Februar 2002 unterwegs. Das vorläufige Ergebnis: Eine Tonne Eisensulfat, über etwa 300 Quadratkilometer verteilt, hat innerhalb von acht Wochen zu einer Verzehnfachung der Primärproduktion geführt.

Diese Versuche haben die meisten Biologen davon überzeugt, dass Eisendüngung in den höheren Breitengraden tatsächlich das Wachstum des Phytoplanktons anregt; aber ob dieser Zuwachs wirklich die Leistung der biologischen Pumpe und die Einlagerung von CO2 in die Tiefsee erhöht, ist noch nicht bewiesen. Nach den jüngsten Modellrechnungen könnte das Phytoplankton, selbst wenn es in den nächsten hundert Jahren den gesamten Stickstoff- und Phosphorvorrat der Oberflächenschicht des Südpolarmeers verbrauchen würde, höchstens 15 Prozent des durch die Nutzung fossiler Brennstoffe freigesetzten CO2 vorübergehend aus dem Verkehr ziehen.

In der Rechnung stecken noch sehr große Unsicherheiten. Gleichwohl wollen einige öffentliche wie privatwirtschaftliche Organisationen die künstliche Meeresdüngung in großem Stil angehen. So hat eine Firma ein Geschäftsmodell vorgeschlagen, nach dem Handelsschiffe auf ihrer Route durch den südlichen Pazifik ständig kleine Mengen einer Düngemischung ausbringen. Andere Gruppen denken daran, Nährstoffe – darunter Eisen und Ammonium – durch Pipelines in die küstennahen Gewässer einzuleiten. Drei amerikanische Unternehmer haben es sogar geschafft, von der US-Patentbehörde sieben Patente für kommerzielle Meeresdüngungstechniken zu erhalten; über einen weiteren Antrag ist noch nicht entschieden.

... durch Düngung nachliefern?

Bislang ist jedoch unklar, ob solche Vorhaben überhaupt realisierbar sind. Um wirksam zu sein, müsste die Düngung jahrzehntelang betrieben werden. Da die Meeresströmung letztendlich den gesamten Wasserkörper umwälzt, würde jegliches CO2, das die biologische Pumpe zusätzlich in der Tiefsee einlagert, wenige Jahrhunderte nach der letzten Düngung wieder in die Atmosphäre gelangen.

Noch schwerer wiegen die Bedenken bezüglich der Kontrollierbarkeit solcher Projekte. Schon ein Bauer kann kaum verhindern, dass Dünger von seinem Feld in die Umwelt übertritt; und eine Eisenlösung innerhalb einer Parzelle im turbulenten Meer zu halten ist schlicht unmöglich. Viele Experten befürchten, dass eine groß angelegte Meeresdüngung Langzeitschäden verursachen würde, die dann kaum wieder gutzumachen wären.

In erster Linie wäre die marine Nahrungskette betroffen: Computersimula­tionen und Beobachtungen natürlicher Phytoplanktonblüten lassen befürchten, dass im Gefolge einer Blüte ein schwerer örtlicher Sauerstoffmangel droht. Denn die Mikroben, die von den absinkenden toten Phytoplanktonzellen leben, verbrauchen den Sauerstoff manchmal schneller, als die Meeresströmung ihn nachliefert. Lebewesen, die nicht schnell genug in sauerstoffreicheres Wasser fliehen können, würden dann ersticken.

Diese Umweltbedingungen fördern außerdem das Wachstum von Mikroben, die Methan und Distickstoffoxid (N2O) produzieren, zwei weitere Treibhausgase, die Wärmestrahlung noch stärker absorbieren als CO2. Nach Angaben des amerikanischen Meeres- und Wetterdienstes (National Oceanic and Atmospheric Administration) belasten Sauerstoffmangel und andere Folgen übermäßigen Nährstoffeintrags bereits jetzt mehr als die Hälfte der Küstengewässer der USA, da-runter die berüchtigte "Todeszone" im nördlichen Golf von Mexiko. Dutzende weiterer Meeresregionen in aller Welt kämpfen mit ähnlichen Schwierigkeiten.

Selbst wenn man die möglichen Nebenwirkungen der Düngung abschätzen könnte und für vertretbar hielte: Die Reaktionen der Pflanzen und Meere auf die Klimaerwärmung könnten den erhofften Effekt zunichte machen. Ein Vergleich von Satellitendaten aus den frühen 1980er und den 1990er Jahren lässt zwar darauf schließen, dass die Meere etwas grüner geworden sind, aber eine höhere Produktivität führt nicht zwangsläufig zu einer verstärkten Einlagerung von Kohlenstoff in der Tiefsee. Tatsächlich könnte das Gegenteil eintreten: In manchen Computermodellen des Meeres und der Atmosphäre legt sich eine Schicht weniger dichten Süßwassers aus schmelzenden Gletschern auf das Salzwasser. Wegen der unterschiedlichen Dichten wird die vertikale Vermischung stark behindert. Da das Phytoplankton kaum aufgrund seines Ge­wichts absinkt, sondern im Wesentlichen mit der Abwärtsströmung mit­ge­nom­men wird, würde dadurch die biologische Pumpe ausgebremst und der Abtransport des CO2 in die Tiefsee reduziert.

Neue Satellitensensoren liefern mitt-lerweile täglich Daten über die Phytoplanktonpopulationen in aller Welt, und weitere Düngungsexperimente auf kleinen Flächen werden uns wesentliche neue Einsichten in das Verhalten dieser Mikroorganismen vermitteln. Die Vorstellung, man könne das Klima durch groß angelegte, kommerzielle Meeresdüngung stabilisieren, ist hingegen sowohl in der Wissenschaft als auch in der Politik immer noch heftig umstritten. Nach Ansicht vieler Wissenschaftler wiegt der mögliche vorübergehende Nutzen solcher Projekte das unvermeidliche und unkalkulierbare Risiko einer Entgleisung der marinen Ökosysteme nicht auf. Auf jeden Fall ist es eine Ironie der Geschichte, dass wir uns ausgerechnet vom Phytoplankton die Lösung eines Problems erhoffen, das wir durch die Verbrennung seiner fossilen Vorfahren erst in die Welt gesetzt haben.

Literaturhinweise


CO2-Entwicklung und Rolle des marinen Phytoplankton. Von Ulf Riebesell in: José L. Lozán et al. (Hg.): Warnsignal Klima. Geo, 1998.

The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of the Earth as a System. Von Paul G. Falkowski et al. in: Science, Bd. 290, S. 291, 13. Oktober 2000.

The Changing Ocean Carbon Cycle: A Midterm Synthesis of the Joint Global Ocean Flux Study. Von Roger B. Hanson, Hugh W. Ducklow und John G. Field (Hg.). Cambridge University Press, 2000.

Aquatic Photosynthesis. Von Paul G. Falkowski und John A. Raven. Blackwell Scientific, 1997.


In Kürze


- Phytoplankton besteht aus einzelligen Meeresorganismen, die Sauerstoff freisetzende Photosynthese betreiben. Wegen ihres kurzen Lebenszyklus von etwa sechs Tagen reagieren sie sehr schnell auf Umweltveränderungen.

- Im Endeffekt entzieht Phytoplankton der Atmosphäre Kohlendioxid (CO2) und deponiert es in der Tiefsee, bis die Strömung das Treibhausgas Jahrhunderte später an die Oberfläche zurückschafft.

- Würde das gesamte Phytoplankton der Welt auf einmal absterben, stiege innerhalb weniger Jahrhunderte der CO2-Gehalt der Atmosphäre um 35 Prozent.

- Die Anreicherung der Meeresoberfläche mit Eisen kann das Wachstum des Phytoplanktons und damit die CO2-Aufnahme erheblich verstärken, aber ob dadurch wirklich CO2 in die Tiefsee verlagert wird, ist noch nicht bewiesen.

- Die künstliche Düngung des Meeres würde die marinen Ökosysteme zwangsläufig auf unvorhersagbare Weise beeinflussen.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 6 / 2003, Seite 56
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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