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Ozeanversauerung: Knochenschwund unter Wasser

Das Treibhausgas Kohlendioxid macht die Weltmeere immer saurer. Nun sind Kieler Forscher unterwegs auf der Ostsee, um die Folgen für das Plankton der Meere zu untersuchen: In 20 Meter langen Reagenzgläsern simulieren sie den Ozean der Zukunft.

Von Angelika Unger

An diesem grauen Julitag an der Kieler Förde mag man kaum glauben, dass der Treibhauseffekt ein Problem für die Erde ist. Bei kaum 15 Grad steht Ulf Riebesell an der Pier vor dem Forschungsschiff "Alkor", er ist ein hochgewachsener blonder Mann mit blaugestreiften Pullover, die Gläser seiner randlosen Brille vom Nieselregen gesprenkelt. Aufmerksam beobachtet er, wie der Schiffskran ein stählernes Ungetüm über die Pierkante hebt und vorsichtig auf dem Achterdeck der "Alkor" absetzt.

Es sind die letzten Vorbereitungen für eine Expedition auf der Ostsee, und Riebesell, 47 Jahre alt, Professor für Marinebiogeochemie, ist der Fahrtleiter. "Wir wollen den Ozean der Zukunft simulieren", sagt er über das Ziel der Forschungsreise.

Kohlendioxid macht das Meer immer saurer

Wärmer werde dieser Ozean der Zukunft sein - und vor allem eines: saurer. Schuld daran ist einmal mehr der Mensch. Je mehr fossile Energieträger wie Kohle oder Öl wir verbrennen, desto mehr Kohlendioxid wird freigesetzt. Dessen Wirkung auf das Klima der Erde - der Treibhauseffekt - wurde vor allem in den vergangenen Monaten heftig diskutiert.

Rund die Hälfte des entstehenden Kohlendioxides jedoch nimmt das Meer auf, gelöst als Kohlensäure. Klimaforscher hielten das lange für einen Segen. Die Folgen für das Ökosystem Meer jedoch sind fatal: Die Ozeane werden sauer. Bereits heute hat sich der pH-Wert des Meeres merklich verändert. Und das ist nur der Anfang, sagt Riebesell. "In 50 bis 100 Jahren werden die Ozeane so sauer sein wie seit 20 Millionen Jahren nicht mehr."

Ein gigantisches Reagenzglas mit 65.000 Liter Meerwasser

Welche Auswirkungen die Versauerung der Meere auf die Lebewesen hat, wollen Riebesell und seine Kollegen vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR in Kiel auf hoher See untersuchen - mit Hilfe der stählernen Ungetüme, die in Kiel gerade aufs Schiff verladen werden.

Mesokosmen nennen die Forscher die Konstruktionen aus Edelstahl und Karbonfaser, das ist griechisch und bedeutet soviel wie "mittelgroßer Kosmos". Sechs Meter hoch sind sie, mit stachelbewehrten Kunststoffhauben am oberen Ende und Bleiplatten am unteren. Die enorme Größe ist nötig, damit sie auch bei schwerem Wellengang ruhig im Wasser treiben - der Großteil der Anlage wird sich dann unter der Wasseroberfläche befinden.

Im Grunde ist ein solcher Mesokosmos nichts anderes als eine überdimensionierte Halterung für ein Reagenzglas im Ozean. Das Reagenzglas selbst ist freilich ebenfalls gigantisch: ein 20 Meter langer Kunststoffschlauch, der ins Meer herabgelassen und dann am unteren Ende verschlossen wird. 65.000 Liter Meerwasser schließt ein solcher Schlauch dann ein. Riebesell schätzt, dass sich in dieser Wassermenge einige 100 verschiedene Tierarten tummeln: Kleinkrebse, Algen, Bakterien.

Die Skelette bröseln langsam weg - wie bei Osteoporose

Und eben diese Vielfalt ist in großer Gefahr: Denn meisten Meerestiere bilden Kalk; doch dazu brauchen sie einen Ozean, in dem Kalk im Überfluss vorhanden ist. In einem sauren Ozean hingegen löst sich Kalk einfach auf - und den Tieren droht ein Schicksal, das mit der Osteoporose beim Menschen vergleichbar ist: Ihre Skelette und Schalen bröseln langsam weg.

Die ersten Opfer der Versauerung der Meere dürften die Kaltwasserkorallen werden, die vor allem in den eisigen dunklen Fluten des Atlantiks leben. Ende des Jahrhunderts, so schätzen Forscher, wird das Wasser in ihren Lebensräumen vielerorts so sauer sein, dass sie sich einfach auflösen. "70 Prozent der Bestände sind bedroht", sagt Riebesell. Ein fataler Verlust, denn die Korallenriffe gelten als Hotspots der Tiefsee, in denen besonders viele verschiedene Arten leben. "Wir setzen ganze Ökosysteme aufs Spiel."

Doch auch die winzigen Organismen im Plankton spielen eine wichtige Rolle im Ökosystem Meer, stehen sie doch an der Basis der gesamten Nahrungskette. Unmöglich vorauszusagen, welche Auswirkungen ihr Sterben auf die Fischbestände haben würde. Riebesell ist sich jedoch sicher: "Die Versauerung wird die größte Herausforderung für den Ozean in den kommenden Jahrzehnten."

Sechs Wassersäulen mit dem Ozean in 30, 60, 90 Jahren

24 Forscher sind nun mit den Forschungsschiffen "Alkor" und "Heincke" unterwegs auf der Ostsee zwischen Schweden und Polen. Dort werden sie sechs der gigantischen Mesokosmen zu Wasser lassen und mit ihnen sechs Wassersäulen aus dem Meer stechen. "Dann fangen wir an, die Bedingungen der Zukunft anzulegen", sagt Riebesell.

Die Forscher werden das Meerwasser in den überdimensionierten Reagenzgläsern mit Kohlendioxid versetzen - so viel, wie das Meer in 30, 60, 90 Jahren enthalten wird. Mehr als zwei Wochen lang werden sie täglich Proben nehmen und im Labor direkt an Bord untersuchen, wie das Plankton auf die saure Umgebung reagiert. Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Studie ist Teil des Verbundprojektes SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene)

So schwer, dass der Kran ihn nicht an Bord hieven konnte

Wenn Riebesell und seine Kollegen die Mesokosmen zu Wasser lassen, ist es das weltweit erste Mal, dass sechs solcher Anlagen gleichzeitig auf hoher See zum Einsatz kommen. "Daran hat sich bisher niemand rangetraut", sagt Riebesell mit kaum verhohlenem Stolz.

Monatelang hatte man im IFM-GEOMAR daran getüftelt, die Mesokosmen hochseetauglich zu machen. Der erste Prototyp war so schwer, dass der Schiffskran ihn nicht an Bord hieven konnte. "Das hat uns eine Menge Kopfschmerzen bereitet", gibt Riebesell zu. Auch die neuen Mesokosmen sind mit 1,2 Tonnen Gewicht nicht gerade Leichtgewichte. "Einen Mesokosmos haben wir drei Wochen lang getestet, in dieser Zeit gab es Stürme bis Windstärke 9", sagt Riebesell. Die Konstruktion überstand den Test unbeschädigt.

Dennoch blickt der Expeditionsleiter sorgenvoll in den grauen Himmel. Denn wenn die Geräte zu Wasser gelassen werden, darf der Wind nicht stärker sein als Windstärke 4. "Sonst kann es passieren, dass sie beim Aussetzen gegen die Bordwand knallen", sagt Riebesell.

Inzwischen hat ein Kran den letzten Mesokosmos an Bord gehievt, sorgfältig vertäuen die Arbeiter die Anlagen für die Reise in die Gotlandsee - Windstärke 6 bis 8 ist vorausgesagt für die Fahrt, in Böen 10. Es wird eine raue Fahrt zum Ozean der Zukunft.