Hurrikan Katrina verwüstet Südküste der USA © NOAA

Es müssen keine Naturkatastrophen sein, die mit Wirbelstürmen oder Überschwemmungen zu Fanalen des weltweiten Klimawandels werden. Auch stille Boten zeugen von den Veränderungen: Bäume, die im Schnitt ein paar Wochen früher blühen als noch vor wenigen Jahrzehnten. Oder Tiere, die ihren Lebensraum langsam nordwärts verlagern. Mitverantwortlich für die Klimaveränderung ist der Mensch, der seit Beginn der Industrialisierung unter anderem zunehmend fossile Brennstoffe verfeuert und dadurch für einen Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre sorgt.

Insgesamt ist die weltweite Durchschnittstemperatur seit Ende des 19. Jahrhunderts um gut ein halbes Grad Celsius gestiegen. Experten rechnen in Zukunft mit wesentlich drastischeren Veränderungen. Wenn der Ausstoß von Treibhausgasen nicht massiv verringert wird, nimmt die Durchschnittstemperatur bis zum Jahr 2100 um 1,5 bis sechs Grad Celsius zu, so die Prognose des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Ozeane beeinflussen Klima
Solche Vorhersagen sind bislang allerdings relativ ungenau. Unter anderem deshalb, weil die Forscher noch nicht genug über einzelne Klimafaktoren und ihre Wechselwirkungen untereinander wissen. Immerhin: Seit vielen Jahren sind sie davon überzeugt, dass die Ozeane entscheidenden Einfluss auf das weltweite Klimageschehen haben. Aber auch hier müssen sie noch viele Unbekannte in Kauf nehmen, etwa den Einfluss, den die Lebewesen in den Weltmeeren auf den Kohlendioxid-Haushalt ausüben.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena arbeiten nun seit fünf Jahren am Dynamic Green Ocean Model (DGOM) – einem Modell, das neben den chemischen und physikalischen Zusammenhängen auch die Rolle der Biomasse in den Ozeanen berücksichtigt.

Weltmeere als Kohlenstoffsenken

	Treibhausgasemissionen © IMSI MasterClips

Die Weltmeere nehmen gigantische Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) auf und gelten deshalb als wichtige Kohlenstoffsenke. Inzwischen gehen Forscher davon aus, dass rund ein Viertel des CO2, das der Mensch seit Beginn der Industrialisierung weltweit freigesetzt hat, von den Weltmeeren absorbiert wurde. Eine der spannendsten Fragen, die sich in diesem Zusammenhang noch nicht beantworten lässt, lautet: Wie wird sich die Aufnahmekapazität der Ozeane für Kohlendioxid verändern, wenn dessen Konzentration in der Atmosphäre weiter steigt?

Kalkalgenblüte © NASA / Norman Kuring, Ocean Color Group at GSFC

„Im Fall von terrestrischen Ökosystemen glauben wir, dass zunehmende CO2-Konzentrationen wie Dünger wirken“, sagt Corinne Le Quéré, die lange am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena gearbeitet hat und jetzt an der University of East Anglia in Norwich forscht. Das wäre nicht überraschend, denn Pflanzen produzieren aus Kohlendioxid, Wasser und mithilfe anderer Nährstoffe komplexe organische Materie. Nimmt die CO2-Konzentration in der Luft zu, kann sich auch der Umsatz dieser Stoffwechselreaktionen erhöhen. In den Ozeanen sieht das anders aus.

„Hier gibt es schon jetzt einen großen Überschuss kohlenstoffhaltiger Verbindungen; noch mehr CO2 würde hier kaum – wie wir es für terrestrische Ökosysteme vermuten – als Dünger wirken“, erläutert Martin Heimann, Direktor am Jenaer Max-Planck-Institut.