Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid

Die Frage, wie viel des menschgemachten CO₂ der Ozean genau aufnimmt, ist für die Klimaforschung zentral. Einem internationalen Team von Wissenschaftlern unter Leitung der ETH Zürich und mit Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts ist es nun gelungen, die Senkenleistung des Ozeans in einem Zeitraum von dreizehn Jahren präzise zu bestimmen. Wie die Forschenden in der aktuellen Ausgabe von Science berichten, nahmen die Weltmeere zwischen 1994 und 2007 insgesamt etwa 34 Giga-Tonnen (Milliarden Tonnen) menschgemachten Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf. Das entspricht rund 31 Prozent der gesamten menschgemachten CO₂-Emissionen in diesem Zeitraum.

Der prozentuale Anteil der CO₂-Aufnahme unterscheidet sich dabei nicht von den vorherigen rund 200 Jahren seit der Industrialisierung, wohl aber die absolute Menge: Denn solange die atmosphärische Konzentration von CO₂ ansteigt, entwickelt sich die Senkenleistung der Meere ungefähr proportional dazu – je höher also der CO₂-Gehalt in der Luft, desto mehr wird es vom Meer absorbiert – bis dieses irgendwann gesättigt ist.

Während die Resultate insgesamt auf eine anhaltend starke Speicherfunktion der Meere im globalen Kohlenstoffhaushalt hindeuten, stellten die Forschenden erhebliche Unterschiede in der Speicherrate verschiedener Meeresregionen fest.

So hat der Nordatlantik zwischen 1994 und 2007 rund 20 Prozent weniger CO₂ aufgenommen als er eigentlich sollte. «Das liegt wahrscheinlich an der schwächelnden nordatlantischen Umwälzpumpe Ende der 90er Jahre, die ihrerseits durch Klimaschwankungen verursacht wurde», erklärt Nicolas Gruber, Professor für Umweltphysik der ETH Zürich. Die niedrigere Senkenleistung im Nordatlantik ging derweil mit einer deutlich höheren Aufnahme im Südatlantik einher, so dass sich die gesamtatlantische Zunahme von menschgemachtem CO₂ insgesamt wie erwartet entwickelte.

Ähnliche Schwankungen dokumentierten die Forschenden auch im Südpolarmeer, im Pazifik und im Indischen Ozean. «Die Ozeansenke reagiert somit keineswegs nur auf die Zunahme des atmosphärischen CO₂ – die Sensitivität bezüglich klimatischen Schwankungen zeigt uns, dass hier auch größere Rückkoppelungen mit dem Klimasystem möglich sind», betont Gruber.

Voraussetzung für diese Forschungsarbeit waren aufwändige Messungen der CO₂-Konzentration und anderer chemischer und physikalischer Größen in den verschiedenen Meeren von der Oberfläche bis zum Meeresboden in teils bis zu sechs Kilometer Tiefe. In diesem international koordinierten Programm beteiligten sich ab dem Jahr 2003 Wissenschaftler von sieben Nationen während mehr als eines Jahrzehnts. Insgesamt tätigten sie über 50 Forschungsfahrten durch die Weltmeere. AWI-Wissenschaftler Mario Hoppema trug mit einer Forschergruppe Daten von vielen verschiedenen Wissenschaftlern weltweit zusammen und untersuchte diese auf Qualität. Daraus ist ein Datenprodukt entstanden, das fast alle verfügbaren Kohlenstoffdaten in den Ozeanen umfasst und in sich konsistent ist.

Weitere Informationen und die Originalpressemitteilung stehen auf der Website der ETH Zürich.