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Kieler Forscher nehmen Proben aus einem Mesokosmos

Kieler Forscher nehmen Proben aus einem Mesokosmos

Sauerstoff-Armut im Ozean?

Wenn sich die Kohelstoffdioxid-Konzentration im Meerwasser erhöht, dann hat das auch Auswirkungen auf darin lebende Organismen: Algen wachsen besser und Bakterien essen mehr Algenpartikel. Gleicht sich dieser Effekt aus?

Mehr CO2-Emissionen führen nicht nur zur Erwärmung der Atmosphäre. Nein, das viele Kohlenstoffdioxid löst sich auch im Meer. In Reaktion mit dem Wasser bildet sich Kohlensäure, die den Ozean versauern lässt. Zwei aktuelle Studien vom Geomar Forschungszentrum in Kiel zeigen, wie marine Bakterien auf die Ozeanversauerung reagieren und welche Folgen das auf das Ökosystem im Meer hat.

Die Bakterien, die im Meer leben spielen eine wichtige Rolle in den globalen Soffkreisläufen. Sie ernähren sich von organischen Material wie abgestorbenen Algen und sogenannten Gelpartikeln, die langsam aus den oberen Wasserschichten in die Tiefe sinken. In diesen Kleinteilchen ist viel Kohlenstoff gebunden, den die Algen bei der Photosynthese aufbauen. Die Bakterien bauen einen Großteil davon bereits in den oberen Wasserschichten ab, da sie die sinkenden Partikel essen. Der verbleibende organische Kohlenstoff fällt in die Tiefe und wird dort in Form von CO2 gespeichert. Das macht den Ozean zu einem großen Speicher von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre.
Seit der industriellen Revolution gelangt durch menschliche Aktivitäten weitaus mehr CO2 wie früher in die Atmosphäre und damit auch in den Ozean. Er versauert sein pH-Wert sinkt. Die Auswirkungen der Versauerung auf im Meer lebende Bakerien werden mithilfe von sogenannten Mesokosmen erforscht. Das sind quasi riesige Reagenzgläser, die einen Teil des Meerwassers isolieren und so Experimente unter realen Bedingungen ermöglichen.

Zu viel Ungewissheit – es muss weiter geforscht werden
So fand die Meeresbiologin Dr. Sonja Endres  vom Geomar heraus, dass erhöhte CO2-Konzentrationen dazu führen, dass es mehr Gelpartikel gibt. Mit sinkendem pH-Wert steigert sich aber auch die Effizienz der Bakterien, welche die Gelpartikel und andere organische Teilchen fressen. So werden die stärker auftretenden organischen Verbindungen auch schneller wieder abgebaut. Die Bakterien reagieren damit auf den zusätzlichen organischen Kohlenstoff, den Algen unter erhöhten CO2-Konzentrationen abgeben. Schnellere Zersetzungsraten und die Zunahme von Gelpartikeln könnten den Abbau organischen Materials in der oberen Schicht des Ozeans beschleunigen. Dadurch würde weniger Kohlenstoff in der Tiefe gespeichert. Die verstärkte Anreicherung von Gelpartikeln könnte andererseits aber auch das Absinken organischen Materials in tiefere Wasserschichten beschleunigen. Im Rahmen ihrer Dissertation untersuchte Dr. Endres die Veränderungen einer natürlichen Planktongemeinschaft durch Ozeanversauerung an den Mesokosmen im norwegischen Raunefjord.
Beide Veränderungen hätten nachhaltige Folgen für die Kohlendioxid- und Sauerstoff- Konzentrationen des oberen Ozeans , betont Prof. Dr. Anja Engel. Die Leiterin der Arbeitsgruppe Mikrobielle Biogeochemie beschrieb ihre Erkenntnisse über den Einfluss von Kohlenstoffdioxid auf die Umsetzung von organischem Material kürzlich im Journal of Plankton Research. Sie geht davon aus, dass steigende Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen die Stoffkreisläufe von Küstengewässern wie der Ostsee ähnlich beeinflussen können wie Überdüngung. Treten Versauerung und Überdüngung gleichzeitig auf, kann dies den Sauerstoffverbrauch von Bakterien steigern und so den Sauerstoffmangel in den tieferen Schichten der Ostsee in den Sommermonaten noch verstärken. Sauerstoff widerum ist lebensnotwenig für größere Organismen wie Fische und Wirbellose Tiere sie brauchen ihn wie Menschen zum Atmen.
In jedem Fall bedeutet die Versauerung der Weltmeere einen weiteren Eingriff in das marine Ökosystem. Sie ist jedoch nur ein Aspekt des Ozeanwandels. In zukünftigen Studien werden wir das Zusammenspiel mit anderen Stressoren wie Temperatur und Nährstoffangebot untersuchen, um ein besseres Verständnis globaler Veränderungen auf das Gesamtsystem Ozean zu erzielen, resümiert Prof. Engel.

Weitere Infos:

http://sopran.pangaea.de
http://www.bioacid.de