Das zweite CO2-Problem liegt im Wasser

Viel ist beim Klimaschutz vom 2-Grad-Ziel die Rede. Die Erdatmosphäre darf sich um nicht mehr als diese 2 Grad erwärmen. Dafür müssen die Klimagasemissionen reduziert werden. Diese machen sich nicht nur in der Luft bemerkbar, sondern auch im Wasser. Forscher sprechen vom zweiten CO2-Problem.

Andreas Lorenz-Meyer
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Gefährdete Muscheln. (Bild: fotolia)

Gefährdete Muscheln. (Bild: fotolia)

Riesige Kohlendioxidmengen landen nicht nur in der Luft. Auch die Meere nehmen das Gas auf, jeden Tag satte 29 Millionen Tonnen, wie Fortunat Joos vom Oeschger-Zentrum für Klimaforschung in Bern erklärt. Die Menge entspricht etwa einem Drittel der 90 Millionen Tonnen Kohlendioxid, die der Mensch täglich in die Atmosphäre pustet.

Im Kern geht es um den chemischen Haushalt der Ozeane. Genauer: um ihren pH-Wert. pH steht für «potentia Hydrogenii», also Konzentration des Wasserstoffs. Der Wert zeigt den Wasserstoffionengehalt und damit den Säuregrad an. In den Ozeanen liegt er von Natur aus bei etwa 8,2. Meerwasser ist also leicht basisch. Neben dem Wasserstoffionengehalt sind dafür mehrere Säure-Basen-Paare entscheidend. Die drei wichtigsten: Kohlendioxid (CO2), Bikarbonat (HCO3) und Karbonat (CO3). Sie stehen miteinander in einem Gleichgewicht, von dem Kleinstlebewesen genauso wie grosse Räuber abhängen.

Ein tieferer pH-Wert

Gelangt zu viel Kohlendioxid ins Meer, verändert sich viel. «Der Gehalt an Kohlendioxid, Bikarbonat und Wasserstoffionen steigt, während der Gehalt an Karbonat sinkt. Das Gleichgewicht verschiebt sich dadurch zu einem tieferen pH-Wert.» fasst Joos die Prozesse zusammen.

Tieferer pH-Wert bedeutet: Die Ozeane werden saurer. Bei durchschnittlich 8,1 sind sie angekommen. Wobei der Wert schneller an der Oberfläche als in der Tiefsee steigt, so Joos. Auch regionale Unterschiede gibt es. Die pH-Änderungen in den Tropen fallen geringer aus, am stärksten erhöht sich der Säuregrad in der Arktis.

8,1 statt 8,2, eine Senkung um 0,1. Klingt nicht so dramatisch, ist es aber. Denn der pH-Wert ist eine logarithmische Skala, erklärt Joos. Eine Abnahme um 0,1 bedeutet eine Wasserstoffionenzunahme von 26 Prozent. Genau diese Zunahme führt zur schleichenden Versauerung. Bis 2100 erwartet man beim Emissionsszenario, welches einen unverminderten Ausstoss von CO2 annimmt, eine pH-Absenkung um 0,4 gegenüber dem vorindustriellen Stand.

Geht der pH weiter in den Keller, könnte marine Ökosysteme teilweise zusammenbrechen. Das fängt an bei den kleinsten Lebewesen in den Meeren. In der Sonnenlichtzone wächst Phytoplankton. Nachts steigen Ruderfusskrebse aus den dunklen Meereszonen auf und machen sich über die Algen her. Gegen morgen sinken die Krebschen dann wieder abwärts, um dort ihrerseits von grösseren Tieren verspeist zu werden. Phytoplankton steht also am Anfang der Nahrungskette.

Um zu wachsen, braucht es neben Sonnenlicht aber auch Eisen. Aber je niedriger der pH-Wert, desto schlechter die Eisenaufnahme. Also haben die Ruderfusskrebse, wenn das Meer saurer wird, weniger zu fressen. Die Liste der betroffenen Meeresbewohner ist lang und reicht bis zu den Kalmaren, die ziemlich am Ende der Nahrungskette stehen.

Kalkschalen lösen sich auf

Der pH ist jedoch nur eine Umweltvariable, sagt Joos. Auch die Zersetzungskraft des Wassers für Kalkschalen nimmt zu. Das liegt an der Senkung der Karbonatkonzentration durch massenhafte CO2-Aufnahme. Denn dabei löst sich der Kalk auf. Lebewesen mit Kalkschalen sind also besonders gefährdet. Dazu zählen: Muscheln, Austern und Flügelschnecken. Zerbröckelt ihr Schutzpanzer, sterben die Tiere zwar nicht sofort, erkranken aber schneller. Dezimierte Flügelschneckenpopulationen bedeuten weniger Nahrung für Lachse und Heringe. Der Prozess der allmählichen Kalkzerstörung läuft schon. Teile des Arktischen Ozeans, sagt Joos, sind bereits korrosiv geworden für die Kalkschalen.

Milliardenschwere Risiken

Joos hat die in diesem Jahr veröffentlichte Ocean-2015-Studie mitverfasst. Diese basiert auf zwei Klimaszenarien. Der optimistischen Variante und der Immer-so-weiter-Variante. Joos: «Ein Fortfahren auf dem heutigen Emissionspfad bedeutet hohe Risiken. Für Warmwasserkorallen, Seegras, Krill, für die Fischerei in den Tropen, Aquakulturen in den mittleren Breiten, Muschelzuchten, den Küstenschutz, den Tourismus am Grossen Barriereriff in Australien. Die damit verknüpften ökonomischen Risiken gehen in die Milliarden.»