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

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4 Versauerung der Meere
zu 0,5 pH-Einheiten, während lokale, jahreszeitliche
Schwankungen etwa 0,1 pH-Einheiten betragen können
(in hochproduktiven Gebieten sogar 0,2–0,3 pH-
Einheiten; Riebesell, persönliche Mitteilung).
Nach Simulationsrechungen von Caldeira und
Wickett (2005) führt eine Stabilisierung der atmosphärischen
CO 2 -Konzentration bei 540 ppm bis zum
Jahr 2100 im globalen Mittel bereits zu einer pH-
Absenkung der Meersoberflächenschicht um 0,23
gegenüber dem vorindustriellen Niveau, d. h. bei dieser
CO 2 -Konzentration wäre die Versauerungsleitplanke
bereits überschritten. Eine Stabilisierung bei
450 ppm bis 2100 reduziert den pH-Wert um 0,17, ist
also voraussichtlich mit der Versauerungsleitplanke
vereinbar. Es bleibt allerdings noch zu überprüfen,
ob bei diesem Stabilisierungswert lokal über einen
längeren Zeitraum höhere pH-Reduktionen auftreten
können, die insbesondere im Südlichen Ozean zu
einer Untersättigung der Meeresoberflächenschicht
mit Aragonit führen können. Zu beachten ist, dass es
sich hier jeweils um die Stabilisierung von CO 2 selbst
handelt, und nicht um das Stabilisierungsniveau der
Treibhause in ihrer Gesamtheit, die durch das CO 2 -
Äquivalent beschrieben wird.
4.4.2
Begründung und Umsetzbarkeit
Die größte Bedrohung für die Meeresorganismen
durch die Versauerung hängt mit der Löslichkeit von
Kalziumkarbonat zusammen, das sie für den Aufbau
von Schalen und Skelettstrukturen verwenden (Kap.
4.3). Die leichter lösliche Variante des Kalziumkarbonats
ist das Aragonit, das z. B. von Korallen und
bestimmten Planktonarten verwendet wird (Tab.
4.3-1). Kalkbildende Meeresorganismen sind wichtige
Bestandteile mariner Ökosysteme, so dass ihre
Gefährdung einen nicht tolerierbaren Eingriff in das
Erdsystem darstellen würde.
Unterschreitet die Konzentration der Karbonationen
einen kritischen Wert von 66 µmol pro kg, so ist
das Meerwasser nicht mehr gegenüber Aragonit
gesättigt, d. h. Meeresorganismen können keine Aragonitschalen
mehr bilden. Dies ist vor allem in der
Oberflächenschicht zu vermeiden, in der die Primärproduktion
des Meeres erfolgt. Die Gefahr einer
Aragonituntersättigung in der Meeresoberflächenschicht
ist insbesondere im Südlichen Ozean gegeben.
Nach Orr et al. (2005) zeigen Simulationen, bei
denen die pH-Absenkung im Mittel etwa 0,25 beträgt,
bereits eine deutlichen Reduktion der vertikalen
Ausdehnung der gesättigten Schicht und einer
Untersättigung in Teilgebieten des Südlichen Ozeans.
Eine solche Situation sollte nach Ansicht des
WBGU vermieden werden.
Der pH-Wert ist aber nicht nur für die Kalkbildung,
sondern auch für viele andere Prozesse im
marinen System eine wichtige Leitgröße (z. B. Verfügbarkeit
von Nährstoffen). Innerhalb der letzten
23 Mio. Jahre lagen die natürlichen Schwankungen
des mittleren pH-Werts zwischen Glazial- und Interglazialperioden
in einer Bandbreite von wenig mehr
als 0,1 (Abb. 4.4-1), so dass sich die Meeresorganismen
über lange Zeit an einen recht engen pH-
Bereich angepassen konnten, der im Oberflächenwasser
kaum je unterschritten wird (IMBER, 2005).
Dies ist ein weiteres Argument für die Anwendung
des Vorsorgeprinzips, zumal die wissenschaftlichen
Erkenntnisse über die Auswirkungen der Versauerung
noch sehr lückenhaft sind (Kap. 4.3).
Wegen der großen Bedeutung der Folgen der
Ozeanversauerung sollte die Forschung auf diesem
Gebiet erheblich intensiviert werden (Kap. 4.6).
Solange noch kein tragfähiger wissenschaftlicher
Konsens über die tolerierbare Grenze der Auswirkungen
der Versauerung besteht, sollte gemäß dem
Vorsorgeprinzip ein Sicherheitsabstand eingehalten
werden. Der WBGU orientiert seinen Vorschlag,
eine pH-Absenkung von mehr als 0,2 abzuwenden,
an dem Ziel, eine Aragonituntersättigung der Meeresoberfläche
zu vermeiden. Sollte sich herausstellen,
dass bereits vor Erreichen der Aragonituntersättigung
andere nicht tolerierbare Schäden eintreten,
muss die Leitplanke entsprechend angepasst werden.
Da der CO 2-Eintrag ins Meer durch den Anstieg
der atmosphärischen CO 2 -Konzentration und damit
die anthropogenen CO 2 -Emissionen verursacht
wird, lässt sich die pH-Absenkung des Ozeans durch
Emissionsminderung begrenzen. Der Prozess der
Versauerung ist jedoch faktisch irreversibel – solange
keine Möglichkeit besteht, die atmosphärische CO 2 -
Konzentration zu senken, wird der pH-Wert der
Oberflächenschicht auf sehr lange Zeit nicht wieder
steigen. Da eine Überschreitung der Leitplanke
damit unumkehrbar wäre, hat das Vorsorgeprinzip
für dieses Problem eine besonders große Bedeutung.
Die Einhaltung der Leitplanke lässt sich wissenschaftlich
zuverlässig überprüfen: Einerseits kann
der pH-Wert im Meerwasser direkt bestimmt werden,
andererseits kann auch aus der Messung der
atmosphärischen CO 2 -Konzentrationen auf den
mittleren pH-Wert im Meer geschlossen werden.
Die Versauerungs- und die Klimaschutzleitplanke
könnten Redundanzen bezüglich der erforderlichen
Maßnahmen zu ihrer Einhaltung aufweisen, sind
aber nicht gegenseitig ersetzbar: Der anthropogene
Treibhauseffekt wird durch ein ganzes Bündel von
Treibhausgasen verursacht, darunter zu ca. 60% von
CO 2. Für die Versauerung der Meere hingegen ist