Dass grosse Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid vom Meerwasser eingefangen werden, galt bisher eher als beruhigendes Phänomen. Denn im Wasser gelöstes CO2 sollte eigentlich von Meeresorganismen wie den einzelligen Foraminiferen als Karbonat in die Schalen eingebaut werden. Diese sinken dann nach dem Tod der Tierchen auf den Meeresgrund ab, werden zu Sediment – zusammen mit dem CO2, das so der Biosphäre entzogen wird.
So weit die Theorie. Doch in Wirklichkeit ist alles ein bisschen komplizierter. In der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins «Science» wird nun erstmals ein ziemlich lückenloses Bild gezeichnet von der Kohlendioxid- und Karbonatverteilung in den Meeren. Beinahe sechs Jahre dauerte die Auswertung der Datenflut, welche die Analyse der in den 90er Jahren gesammelten 9618 Wasserproben geliefert hatte.
Um ein Resultat vorweg zu nehmen: Meerwasser ist nicht gleich Meerwasser. Wie viel Kohlendioxid es zu absorbieren vermag und was dann damit passiert, hängt ab von Temperatur, Salzgehalt und Säuregrad (pH-Wert). All diese Faktoren variieren mit geografischer Lage und Meerestiefe. So kann das kalte Wasser der Polarmeere zwar im Prinzip mehr CO2 aufnehmen als warmes Badewasser in der Karibik, aber auch nur, wenn der Gasaustausch zwischen Luft und Wasser nicht etwa durch Eisschollen behindert wird. Doch trotz der unterschiedlichen chemischen und physikalischen Gegebenheiten, die in den Meeren herrschen, können Richard Feely und seine Kollegen im erwähnten «Science»-Artikel vorrechnen, dass etwa 30 Prozent (100 bis 140 Milliarden Tonnen) des bis jetzt von Menschenhand freigesetzten Kohlendioxids im Wasser der Weltmeere gelandet sind, 20 Prozent von der Biomasse an Land absorbiert wurden – der Rest hat sich in der Atmosphäre angereichert.
Kapazitätsgrenze erreicht?
Nur ist gemäss den Forschern ungewiss, wie lange die Weltmeere noch als so genannte Senke für das Treibhausgas herhalten, CO2 absorbieren können. Denn Kohlendioxid in Wasser gelöst ergibt Kohlensäure, eine schwache Säure zwar, wie wir vom Genuss von Mineralwasser her wissen. Doch würde sich der Säurewert im Meeres-Oberflächenwasser theoretisch mehr als verdoppeln, der pH-Wert um 0,4 Punkte gesenkt, falls sich der CO2-Gehalt in der Atmosphäre von den heutigen 380 wie befürchtet auf 400 Teile pro Million verdoppeln sollte. Damit sänke aber auch die Kapazität des Meerwassers, weiteres CO2 aufzufangen. Es könnte unter Umständen sogar wieder entweichen, so wie Kohlesäuregas aus dem Mineralwasser aufsprudelt, wenn man ein wenig Zitronensaft zufügt.
Leben im Meer gefährdet
Eine solche dramatische Umwälzung in der Meereschemie, wie sie ein weiterer Eintrag von Kohlendioxid nach sich ziehen könnte, wäre einmalig in den vergangenen 20 Millionen Jahren und hätte einschneidende Konsequenzen auch auf die Lebensbedingungen von Plankton, Krustentieren und Korallen. Denn mit steigender CO2- und Säurekonzentration im Meerwasser sinkt – chemisch bedingt – der Gehalt an Karbonat-Ionen und Kalziumkarbonat-Partikeln, den wichtigen Bestandteilen der Schale vieler Meereslebewesen. Diese fänden dann im Wasser nicht mehr genug Material, um ihre Hülle zu bauen. Mit anderen Worten: Die Nahrungskette würde an der Basis massiv gestört, was sicher nicht ohne Auswirkungen bliebe auch auf die Bestände von Fischen und anderen Meerestieren.
Dass ein solches Szenario nicht als blosse Schwarzmalerei abzutun ist, konnte die Forschergruppe bereits zeigen: Schon kann beobachtet werden, wie die Kalzifikation etwa von Riffkorallen desto langsamer vonstatten geht, je mehr CO2 (und folglich je weniger Kalziumkarbonat) an den betreffenden Stellen im Wasser gelöst ist. Keine erfreulichen Aussichten und sicher ein Grund mehr, die Bemühungen des Kyoto-Protokolls zur Verminderung des menschgemachten Kohlendioxid-Ausstosses ernst zu nehmen.