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News: Ein Gas auf Wanderschaft

Glaubt man den Aussagen von Computermodellen, so stellen die Ozeane - besonders die polaren Meere - wichtige Senken für das Treibhausgas Kohlendioxid dar. Bei Analysen des Meerwassers konnten Wissenschaftler jedoch nur geringe Mengen des Gases aus anthropogene Quellen nachweisen. Eine erweiterte Simulation löst das Dilemma, indem sie die Wanderschaft des Kohlendioxids im Meer berücksichtigt: Im Bereich des kalten Wassers gleitet es bis in subtropische Regionen, wo es dann in die Tiefe sinkt.
Wenn die Weltmeere nicht wären, würde das Treibhausgas Kohlendioxid heute ein sehr viel größeres Problem für die Menschheit darstellen, als es zur Zeit schon ist. Die Ozeane – und hier besonders das kalte Südpolarmeer um die Antarktis – gehören zu den wichtigsten CO2-Senken unseres Planeten.

Als Wissenschaftler das Wasser im Südpolarmeer untersuchten, konnten sie aber die dort erwarteten Mengen an anthropogenem CO2 nicht finden. Kenneth Caldeira und Philip Duffy vom Lawrence Livermore National Laboratory überarbeiteten daraufhin Computersimulationen, mit denen der Eintrag und die Speicherung von Kohlendioxid in den Ozean abgeschätzt wird. Das neue Modell zeigt nun, dass das CO2 nicht an Ort und Stelle bleibt, sondern an der Basis des kalten Tiefenwassers entlang bis in subtropische Regionen gleitet und dort in die Tiefe absinkt (Science vom 28. Januar 2000).

Kohlendioxid löst sich leichter in kaltem als in warmen Wasser, ein Effekt, den jeder von kohlensäurehaltigen Getränken kennt. Die Aufnahme an CO2 ist daher in den Polarmeeren sehr viel größer als in den niedrigeren Breiten. Hinzu kommt, dass Meere geschichtet sind: Unter einer warmen Oberflächenschicht befindet sich das kalte, dichtere Tiefenwasser. Bei sehr niedrigen Temperaturen, wie zum Beispiel im Südpolarmeer im Winter, liegt diese kalte Wasserschicht sehr dicht unter der Oberfläche und kann der Atmospäre mehr CO2 entziehen. Je weiter man in Richtung Äquator kommt, desto dicker wird die warme Oberflächenschicht, bis sie in den Tropen eine Mächtigkeit von über einem Kilometer erreicht.

Manche Wissenschaftler erwarten, dass durch die globale Erwärmung das Südpolarmeer geringere Kohlendioxidmengen aufnehmen kann. "Die Befürchtung ist, dass wenn sich die Dinge zu sehr erwärmen, durch vermehrte Niederschläge das Oberflächenwasser des Südpolarmeeres weniger dicht wird", erklärt Caldeira. Wenn der Ozean jedoch seine Rolle als CO2-Senke nicht mehr im bisherigen Umfang erfüllen kann, würde sich der Treibhauseffekt beschleunigen. Der Wissenschaftler weist aber auch darauf hin, dass anderen Studien zufolge bei einer Erwärmung die Zahl an mikroskopischen Pflanzen zunehmen könnte, deren CO2-Verbrauch eventuell die geringere Aufnahme des Südpolarmeeres kompensieren würde.

Noch ein weiterer Mechanismus könnte die zukünftige CO2-Speicherung der Ozeane verringern, obwohl in den Tiefen der tropischen Meere noch jede Menge Platz für CO2 ist, meint Caldeira. Je mehr Kohlendioxid im Wasser gelöst ist, desto saurer wird es. Und das könnte die Aufnahme von zusätzlichem CO2 behindern. Ein weiteres Problem, das den Klimawandel stark beschleunigen könnte.

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