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Ozeanversauerung – was es bedeutet und wie man es stoppt

14 Mär 2017 von Andrew Hudson, Leiter des Programms für Wasser- und Meerespolitik, UNDP

Das „Rezept“ für die Umkehrung der Ozeanversauerung ist der Übergang zu einem energieeffizienten Modell, das setzt vor allem auf erneuerbare Energiequellen. Foto: UNDP

Im Vorfeld der Ozeankonferenz im Juni befasst sich diese Blogserie mit Fragen im Zusammenhang mit Ozeanen, Meeren, Meeresressourcen und der Umsetzung des nachhaltigen Entwicklungsziels 14, Leben unter Wasser.In den Zielen für nachhaltige Entwicklung hat die Welt eine kühne neue Vision für die globale Entwicklung dargelegt und sich verpflichtet, diese bis zum Jahr 2030 zu erreichen. SDG 14 fordert uns auf, „die Ozeane, Meere und Meeresressourcen für eine nachhaltige Entwicklung zu erhalten und nachhaltig zu nutzen.“ Während die meisten Ziele in SDG 14 Meeresfragen und Herausforderungen abdecken, die den meisten bekannt sind, wie Verschmutzung und Überfischung, ist ein SDG 14-Ziel, 14.3, möglicherweise nicht so vertraut:

14.3 Minimierung und Bewältigung der Auswirkungen der Ozeanversauerung, auch durch verstärkte wissenschaftliche Zusammenarbeit auf allen Ebenen.

Was ist Ozeanversauerung und warum ist sie so wichtig für die Nachhaltigkeit der Ozeane und damit für die SDG-Agenda?

Chemie 101

Beginnen wir mit einigen grundlegenden chemischen Konzepten. Wasser kann entweder sauer, basisch oder neutral sein, abhängig von den relativen Mengen an Wasserstoffionen, die es enthält. Je höher der Wasserstoffgehalt, desto saurer die Lösung. Diese Eigenschaft wird in ihrem pH-Wert quantifiziert, der auf einer Skala von 0-14 liegt.

Die Skala ist ‚logarithmisch‘, was bedeutet, dass jedes Inkrement von eins eine 10-fache Zunahme oder Abnahme der Wasserstoffionenkonzentration ist. Ein pH-Wert unter 7 ist sauer, 7 ist neutral und über 7 ist basisch.

Insgesamt fällt der Oberflächenozean deutlich in den basischen Bereich, wobei der pH-Wert zwischen 8,0 und 8,3 liegt. Meeresorganismen haben sich entwickelt und sind daher fein auf den pH-Wert des Meerwassers abgestimmt, in dem sie sich befinden.

Was ist Ozeanversauerung und wie passt der Klimawandel dazu? Aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe seit der industriellen Revolution ist der Kohlendioxidgehalt (CO2) in der Atmosphäre von etwa 280 auf 400 Teile pro Million gestiegen. Wie bei den anderen Gasen in der Erdatmosphäre ist CO2 weitgehend im Gleichgewicht mit dem Oberflächenozean, was bedeutet, dass ein Gleichgewicht zwischen der Menge an CO2 in den Ozeanen und der in der Atmosphäre aufrechterhalten wird.Tatsächlich befindet sich in diesem Gleichgewicht aufgrund der hohen Absorptionskapazität des Ozeans CO2 etwa 60-mal mehr CO2 im Ozean als in der Atmosphäre. Unter diesem Gleichgewicht, als der CO2–Gehalt in der Atmosphäre im 20.Jahrhundert rapide zunahm, löste sich ein beträchtlicher Teil – etwa 30 Prozent kumulativ – des fossilen CO2 in den Oberflächenmeeren auf.

Die positive Seite ist, dass die Atmosphäre 30 Prozent weniger CO2 enthält als sonst, was das Tempo und die Auswirkungen des Klimawandels bis zu einem gewissen Grad abschwächt. Aber es gibt auch eine Schattenseite: beim Eintritt in Meerwasser reagiert CO2 sofort mit Wasser unter Bildung von Kohlensäure. Obwohl sie als ’schwache‘ Säure angesehen wird (im Gegensatz zu verbrühten Salz- oder Schwefelsäuren), ist sie dennoch eine Säure, die Wasserstoffionen an den Ozean abgibt und den pH-Wert des Meerwassers in Richtung mehr Säure senkt.

In dem geologischen Blinzeln eines Auges, das die ungefähr 150 Jahre seit der industriellen Revolution ist, ist der durchschnittliche Oberflächen-pH-Wert des Ozeans bereits um 0,1 Einheit gefallen. Aufgrund der logarithmischen Natur des pH-Werts bedeutet diese scheinbar kleine Änderung einen Anstieg des Säuregehalts der Ozeane um 30 Prozent gegenüber vorindustriellen Zeiten. Darüber hinaus wird im Business-as-usual-Szenario der fortgesetzten Verbrennung fossiler Brennstoffe der pH-Wert der Ozeane voraussichtlich um weitere 0,3 bis 0,4 Einheiten (auf 7,6 bis 7,7) sinken, was einem Anstieg des Säuregehalts der Ozeane um 250 Prozent entspricht. Der pH-Wert des Ozeans hat sich in mindestens 25 Millionen Jahren nicht annähernd so stark verändert und mit ziemlicher Sicherheit noch nie so schnell in der Erdgeschichte.

Was sind die Auswirkungen auf die Biodiversität und die Ökosysteme der Ozeane?Erstens bildet ein beträchtlicher Teil des pflanzlichen und tierischen Lebens im Ozean, vom winzigen, aber äußerst häufigen Phytoplankton – der Basis der marinen Nahrungskette – bis hin zu Korallenriffen und verschiedenen Schalentieren und Weichtieren, ihre Schalen, indem sie Kalzium und Carbonat aus dem Meerwasser in Calciumcarbonat fixieren. Wenn der pH-Wert des Meerwassers sinkt, nimmt die Verfügbarkeit von Carbonationen dramatisch ab. Unterhalb bestimmter Niveaus wird es buchstäblich nicht mehr verfügbar, was es diesen Organismen unmöglich macht, ihre Schalen / Skelette zu reparieren.

Da sich Gase wie CO2 in kälterem Wasser leichter auflösen, wird die Ozeanversauerung in der Arktis und Antarktis, wo eine Reihe von Arten bereits vor Herausforderungen bei der Befestigung ihrer Schalen steht, viel schneller voranschreiten – und schreitet bereits voran. Bei einem niedrigeren pH-Wert in der Zukunft könnten immer mehr Calciumcarbonat-fixierende Organismen dramatischen Verlusten oder sogar dem Aussterben ausgesetzt sein. Dies würde in der gesamten marinen Nahrungskette nachhallen, da wichtige ‚Glieder‘ vermindert oder ausgelöscht würden.Zweitens wirkt sich die Ozeanversauerung auch auf Organismen aus, die Calciumcarbonat nicht fixieren. Ein niedrigerer pH-Wert des Meerwassers kann die Stoffwechselprozesse einer Reihe von Organismen schwächen, von der Fütterung über die Atmung bis hin zur Fortpflanzung. Während es fast unmöglich ist, die genaue Flugbahn komplexer Ozeanökosysteme in diesen Szenarien erhöhter Säure vorherzusagen, besteht wenig Zweifel daran, dass sie weniger produktiv, weniger vielfältig und weniger widerstandsfähig wären. Darüber hinaus werden die synergistischen Auswirkungen anderer Auswirkungen des Klimawandels auf den Ozean, einschließlich der Erwärmung und Desoxygenierung der Ozeane, die Auswirkungen der Versauerung nur verschärfen.

Was kann getan werden?

Im Jahr 2016 unterzeichnete die internationale Gemeinschaft das bahnbrechende „Pariser Abkommen“, um aggressive Schritte zur Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen zu unternehmen, die den Klimawandel verursachen. Wie wir oben erfahren haben, lösen sich etwa 30 Prozent der CO2-Emissionen im Ozean auf, so dass jede Maßnahme zur Einhaltung des Pariser Abkommens nicht nur zur Eindämmung des Klimawandels, sondern auch zur Verlangsamung und möglicherweise letztendlich zur Umkehrung der Ozeanversauerung beiträgt.

Jeden Tag sehen wir neue Anzeichen für Fortschritte in dieser Hinsicht, da die Kosten erneuerbarer Energiequellen weiter sinken und ihre jährliche Installation zunehmend die fossiler Energiesysteme übersteigt – aber es bleibt noch viel zu tun. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Rezept für die Umkehrung der Ozeanversauerung dasselbe ist wie für den Klimawandel: So schnell wie möglich zu einem kohlenstoffarmen, energieeffizienten Modell überzugehen, das in erster Linie auf erneuerbare Energiequellen setzt, um unsere Weltwirtschaft voranzutreiben.

Diskutieren Sie mit!

Wir laden Sie ein, sich an der Diskussion im kürzlich gestarteten ‚E-Dialog‘ über Herausforderungen, Maßnahmen und Partnerschaften im Bereich der Ozeanversauerung im Forum des Ocean Action Hub zu beteiligen.

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