Die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) in der Erdatmosphäre heizt nicht nur dem Klima ein, sie wirkt auch auf den Ozean. Denn je höher der CO2-Gehalt in der Luft, umso mehr von diesem Gas nimmt auch das Meerwasser auf. Chemische Reaktionen des CO2 mit dem Wasser führen dazu, dass Säuren gebildet werden und der pH-Wert des Meerwassers sinkt – das Meer wird saurer. Doch diese Ozeanversauerung bereitet gerade den Organismen, die Kalk in ihre Schalen und Skelette einbauen, Probleme. Studien zeigen, dass beispielsweise Miesmuschellarven dünnere Schalen bekommen und ältere Muscheln ihren Halt am Untergrund verlieren können. Auch viele Korallen, einige Fischarten und Seeigel scheinen auf sinkende pH-Werte des Wassers sensibel zu reagieren.
Exponentielle Vermehrung
Um die Folgen der Ozeanversauerung genauer zu untersuchen, führen Ulf Riebesell vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und sein Team vor der Küste der Kanarischen Insel Gran Canaria mehrere Langzeit-Experimente durch. Dabei nutzen sie sogenannte Mesokosmen, um in einer natürlichen Umgebung die Folgen eines CO2-haltigeren und damit saureren Meerwassers auf die Lebenswelt des Meeres zu testen. Die Mesokosmen bestehen jeweils aus einem Auftriebsgestell an der Meeresoberfläche, das einen 15 Meter langen Kunststoffschlauch senkrecht im Wasser hält. Dieser schließt 35 Kubikmeter des natürlichen Meerwassers samt seiner typischen Lebensgemeinschaft aus Planktonorganismen, Krebsen und Fischen ein. Für das aktuelle Experiment erhöhten die Forscher in neun Mesokosmen die CO2-Konzentrationen auf Werte zwischen 600 und mehr als 1200 ppm – und damit auf Werte, die denen der IPCC-Klimaszenarien RCP 4,5 bis RCP 8.5 entsprechen. Über 57 Tage haben sie anschließend die Entwicklung der eingeschlossenen Planktongemeinschaft beobachtet.
Das Ergebnis: Ab einer CO2-Konzentration von rund 600 ppm im Meerwasser vermehrte sich die giftige Alge Vicicitus globosus exponentiell, ab 800 ppm kam es dadurch zu starken Algenblüten dieser toxischen Spezies. “Vicicitus globosus erreichte schon nach wenigen Tagen oberhalb von 600 ppm CO2 eine maximale Zelldichte von 600 bis 800 Zellen pro Milliliter Meerwasser”, berichten die Forscher. Für die anderen Bewohner des Mesokosmos, vor allem das Zooplankton, hatte diese giftige Algenblüte fatale Folgen: Die zuvor dominierenden Planktonarten, darunter verschiedene Ruderfußkrebse, Wimperntierchen und Dinoflagellaten gingen drastisch zurück. “Diese Unterdrückung der Zooplanktonentwicklung hemmte wiederum den Transfer innerhalb der Nahrungskette”, erklären Riebesell und seine Kollegen. Als Folge kam es teilweise zu einem Kollaps der Nahrungsketten in diesen Mesokosmen. “Der Zusammenbruch der Nahrungskette beeinflusste darüber hinaus wichtige andere biologisch getriebene Prozesse, wie den Kohlenstofftransport in die Tiefe”, so Riebesell.
