Mit Beginn der Industrialisierung hat der Ozean begonnen, beachtliche Teile des vom Menschen zusätzlich in die Atmosphäre eingetragenen Kohlendioxids (CO2) aufzunehmen. Die chemische Zusammensetzung des Meerwassers begünstigt diesen Prozess; allerdings bewirkt die CO2-Aufnahme auch eine Veränderung des chemischen Gleichgewichts: der pH-Wert des Meerwassers sinkt. Dieser Prozess, Ozeanversauerung genannt, ist schon heute in vollem Gange und kann sich in den nächsten Jahrzehnten deutlich verstärken -  in Abhängigkeit des weiteren Eintrags von anthropogenen CO2.

 

Unsere Projektion für das pessimistische RCP8.5-Szenario zeigt, dass alle Regionen des Weltozeans von der Ozeanversauerung betroffen wären. Dabei treten  in den hohen Breiten und Polregionen besonders niedrige Werte auf. Verfolgt man die zeitliche Entwicklung des globalen pH-Mittelwerts (dargestellt als wandernde Markierung an der Farbskala) erkennt man deutlich die Beschleunigung des Absinkens bis zum Ende dieses Jahrhunderts: während in dem Zeitraum seit Beginn der Industrialisierung  bis heute der pH-Wert nur um etwa 0.1 Einheiten gesunken ist, würde er bis zum Ende dieses Jahrhunderts um weitere 0.4 Einheiten abnehmen.

RCP Szenarien pH-Wert an der MeeresoberflächeAuf lange Sicht könnte sich dieser Trend für den Fall stark steigender Emissionen wie in RCP8.5 noch deutlich fortsetzen und der pH-Wert noch wesentlich weiter abnehmen, wie in der Darstellung des global gemittelten pH-Wertes des Meerwassers an der Oberfläche (rechts) zu sehen ist. Für das mittlere Szenario RCP4.5 kann die starke Abnahme des pH-Wertes verhindert und eine Stabilisierung auf einen Wert von etwas mehr als 7,9 erreicht werden. Das ist allerdings immer noch etwa 0.15 Einheiten saurer als heute. Eine langsame Erholungstendenz nach 2050 wird dagegen für RCP2.6 simuliert; allerdings würde es hier etwa 200 Jahre dauern, bis die heutigen Verhältnisse wieder hergestellt wären.

Zurzeit wird untersucht, welche Auswirkungen die Ozeanversauerung auf marine Ökosysteme hat – experimentelle Beobachtungen zeigen Reproduktionsfehler, fehlende oder brüchige Schalen und mögliche Verschiebungen der Artengemeinschaften, was eine Herausforderung an die gesamte Nahrungskette des Ozeans darstellen würde. Da sich die Änderung des pH-Werts mit einer Geschwindigkeit vollziehen würde, die 100 mal größer ist als alles, was in erdgeschichtlichen Daten zu finden ist, ist mit einer noch größeren Herausforderung an das marine Leben zu rechnen.

Literatur:

The global ocean biogeochemistry model HAMOCC: Model architecture and performance as component of the MPI-earth system model in different CMIP5 experimental realizations
Tatiana Ilyina, Katharina D. Six, Joachim Segschneider, Ernst Maier-Reimer, Hongmei Li, Ismael Núñez-Riboni
in: Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2013,   DOI: 10.1002/jame.20017