Die Zukunft der Meere ? zu warm, zu hoch, zu sauer - WBGU

duktion durch kalkbildende Arten wie z. B. Coccolithophoriden
oder durch nicht kalkbildende Arten
wie z. B. Kieselalgen erfolgt.
Die Kalkbildung mariner Organismen ist immer
mit einer CO 2 -Produktion verbunden:
Ca 2+ –
+ 2 HCO3 ➛ CaCO3 + CO2 + H2O Diese „Karbonat-Gegenpumpe“ wird mit zunehmender
CO 2 -Atmosphärenkonzentration als Folge
der veränderten Karbonatpufferkapazität immer
stärker. Bei Annahme einer konstanten Kalkbildung
würde dadurch die künftige Senkenwirkung des
Meeres abgeschwächt. Wenn sich aber die biogene
Kalkbildung als Folge der pH-Absenkung vermindert,
kann dieser Effekt überkompensiert werden, so
dass sich die Senkenwirkung sogar verstärkt. Dies
hätte allerdings nur eine geringe Wirkung auf die
CO 2-Aufnahme des Ozeans (Zondervan et al., 2001).
Eine Reihe anderer Effekte komplizieren das Bild
weiter (Riebesell, 2004): Verminderte Kalkbildung
könnte auch die Dichte und somit die Absinkrate der
Partikel in die tieferen Wasserschichten reduzieren,
wodurch der Kohlenstoffexport durch die biologische
Pumpe verlangsamt würde. Dem steht eine
mögliche Beschleunigung der Absinkraten durch
vermehrte Bildung extrazellulärer Polysaccharide
gegenüber (Engel et al., 2004). Die gegenwärtigen
Planktonblüten der Coccolithophoriden bedecken
große Meeresflächen über hunderttausende km 2 und
hellen wegen ihres Kalkgehalts die Farbe des Meerwassers
auf. Ihr Ausfall könnte daher die globale
Albedo um bis zu 0,13% reduzieren, was die Erderwärmung
leicht beschleunigen müsste (Tyrell et al.,
1999). Die Größenordnungen einiger dieser Faktoren
sind unklar, der Gesamteffekt aller dieser Fakto-
Abbildung 4.4-1
Variabilität des mittleren
pH-Werts der Ozeane in der
Vergangenheit und
Gegenwart sowie Projektion
für die Zukunft für eine
atmosphärische CO 2 -Konzentration
von ca. 750 ppm.
Die rote Linie illustriert die
vom WBGU vorgeschlagene
Versauerungsleitplanke.
Quelle: nach IMBER, 2005
pH
8,5
8,4
8,3
8,2
8,1
8,0
7,9
7,8
Eiszeitlich
bei 190 ppm CO 2
Vorindustriell
Leitplanke: Versauerung der Meere 4.4
ren auf die Wechselwirkungen zwischen atmosphärischer
CO 2 -Konzentration und biologischer mariner
Produktion ist derzeit nicht zu ermitteln und rechtfertigt
verstärkte Forschungsanstrengungen
(IMBER, 2005; Raven et al., 2005).
4.4
Leitplanke: Versauerung der Meere
4.4.1
Leitplankenvorschlag
Um unerwünschte bzw. riskante Veränderungen der
marinen Nahrungsnetze durch Aragonituntersättigung
zu verhindern (Kap. 4.3), sollte der pH-Wert
der obersten Meeresschicht (Deckschicht) in keinem
größeren Ozeangebiet (d. h. auch nicht im globalen
Mittel) um mehr als 0,2 Einheiten gegenüber dem
vorindustriellen Wert von im Mittel 8,18 absinken.
Eine pH-Absenkung um 0,2 Einheiten entspräche
einer Zunahme der H + -Ionenkonzentration um ca.
60% gegenüber dem vorindustriellen Wert. Die bisherige
pH-Reduktion von 0,11 Einheiten seit der
Industrialisierung entspricht einem Anstieg der
H + -Ionenkonzentration um etwa 30%. Der gegenwärtige
mittlere pH-Wert der Meeresoberflächen
beträgt 8,07 (Raven et al., 2005). Abbildung 4.4-1
illustriert die WBGU-Versauerungsleitplanke.
Es ist allerdings notwendig, die räumliche und
zeitliche Mittelung, auf die sich die Leitplanke
bezieht, weiter zu spezifizieren, da der pH-Wert
einer starken natürlichen Variabilität unterliegt.
Nach Haugan und Drange (1996) unterscheiden sich
die pH-Werte der Meeresoberfläche weltweit um bis
Schwankung durch
Eiszeitzyklen
Anthropogener
Effekt
WBGU Leitplanke
Heute
Gegenwärtige
räumliche und
zeitliche
Variabilität
Zukünftig, bei
ca. 750 ppm CO 2
7,7
20.000 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100
vor heute
Jahr
75