Ozeanversauerung

Die Ozeanversauerung ist definiert als eine Abnahme des pH-Wertes der Ozeane über Jahrzehnte oder länger, die hauptsächlich durch die Aufnahme von Kohlendioxid (CO .) verursacht wird₂) aus der Atmosphäre. Die Konzentration von atmosphärischem CO₂ ist seit der industriellen Revolution dramatisch angestiegen, von rund 280 Teilen pro Million (ppm) in vorindustrieller Zeit auf 419.05 ppm im April 2021. Dieser Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids (CO₂) wird vom Ozean absorbiert und führt zu Veränderungen in der Karbonatchemie des Ozeans, die allgemein als Ozeanversauerung bezeichnet wird.

Veränderungen in der Ozeanchemie

Wenn CO₂ vom Ozean aufgenommen wird, treten chemische Reaktionen auf. Insbesondere wird Kohlensäure gebildet und Wasserstoffionen freigesetzt; Infolgedessen sinkt der pH-Wert des Oberflächenwassers der Ozeane, wodurch es saurer wird. Wenn im Meerwasser Wasserstoffionen freigesetzt werden, verbinden sie sich mit Karbonationen zu Bikarbonat. Dieser Prozess senkt die Carbonationenkonzentration. Die Reduzierung der verfügbaren Karbonationen ist ein Problem für marine Kalkbildner wie Korallen, Krustentiere und Weichtiere, die die Karbonationen zum Aufbau ihrer Schalen und Skelette benötigen.

Beispiel für die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Muscheln. Die gesunde Schale links ist durchsichtig mit glatten Rippen; Im Gegensatz dazu ist die Schale, die saurem, korrosivem Wasser ausgesetzt ist, trüb, zerlumpt und mit Schwachstellen gekennzeichnet. Foto © National Oceanic and Atmospheric Administration

Biologische und ökologische Auswirkungen

Eine wachsende Zahl von Studien hat negative Auswirkungen auf Meeresorganismen als Folge der Ozeanversauerung gezeigt, darunter die folgenden: ref

• Skelettwachstum: Verringerte Skelettwachstumsrate bei riffbildenden Korallen
• Schutzhülle: Reduzierte Fähigkeit, eine schützende Hülle unter frei schwimmendem Zooplankton aufrechtzuerhalten (Zooplankton umfasst „tierisches Plankton“, hauptsächlich kleine Krebstiere und Fischlarven und bildet die Basis der meisten marinen Nahrungsnetze)
• Kalziumkarbonat: Reduzierte Calciumcarbonat-Produktion in Meeresalgen (Crustose Coralline und Grünalgen)
• Larvale Meeresarten: Vermindertes Überleben von Larven-Meeresarten, einschließlich kommerziellen Fischen und Schalentieren
• Entwicklungsstufen: Beeinträchtigte Entwicklungsstadien von Wirbellosen (Befruchtung, Eispaltung, Larve, Ansiedlung und Fortpflanzung)
• CO₂ Toxizität: CO₂ in toxischen Konzentrationen im Blut von Fischen und Kopffüßern
• Wachstum und Fruchtbarkeit: Deutlich reduziertes Wachstum und Fruchtbarkeit bei einigen wirbellosen Arten

Die Auswirkungen der Ozeanversauerung sind besonders besorgniserregend für riffbildende Korallen, die Karbonat zum Aufbau ihrer Skelette benötigen. Abnehmende Karbonationen werden wahrscheinlich zu schwächeren, spröderen Korallenskeletten und langsameren Korallenwachstumsraten führen. Dies kann dazu führen, dass Korallenriffe schneller erodieren als sie verkalken können, was die Fähigkeit der Korallenarten verringert, um den Weltraum zu konkurrieren. Eine Studie an Hirnkorallen auf den Bermudas ergab, dass die Verkalkungsraten in den letzten 25 Jahren um 50 % zurückgegangen sind und die Versauerung der Ozeane wahrscheinlich ein Faktor ist. ref

Sozioökonomische Auswirkungen

Da die Versauerung grundlegende Prozesse in Bezug auf die Gesamtstruktur und Funktion mariner Ökosysteme beeinflusst, könnte jede signifikante Veränderung weitreichende Folgen für die Ozeane der Zukunft und die Milliarden von Menschen haben, die für ihre Nahrung und ihren Lebensunterhalt von den Meeresressourcen abhängig sind.

Insbesondere die Versauerung der Ozeane wird sich wahrscheinlich auf die kommerzielle Fischerei und die Freizeitfischerei auswirken, indem sie:

• Verringerung des Vorkommens kommerziell wichtiger Schalentierarten wie Muscheln, Austern und Seeigel
• Störung mariner Nahrungsnetze aufgrund von Veränderungen in der Struktur und Produktivität der primären und sekundären benthischen und planktonischen Produktion

Solche Auswirkungen können die Proteinversorgung und Ernährungssicherheit von Millionen von Menschen sowie die milliardenschwere Fischereiindustrie bedrohen. ref  Durch die Beeinträchtigung der Gesundheit und Struktur der Korallenriffe bedroht die Ozeanversauerung auch Tourismuseinnahmen in Millionenhöhe, den Schutz der Küsten vor Erosion und Überschwemmungen und die Grundlage für die Artenvielfalt der Korallenriffe und der Ozeane.

Anfälligkeit und Empfindlichkeit von kommerziell und ökologisch wichtigen Arten gegenüber Ozeanversauerung. Quelle: IGBP, IOC, SCOR 2013