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Dienstag, 06.12.2016
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Ozeane: Langes Gedächtnis für Blei, Eisen & Co.

Neuer 3D-Atlas zeigt Verteilung von Spurenmetallen im Meerwasser

Benzin ist mittlerweile bleifrei, die Ozeane sind es nicht: In tieferen Meeresschichten ist das Schwermetall noch deutlich nachweisbar. Dies zeigt der neue 3D-Atlas, den ein internationales Forschungsprojekt erstellt hat. Die Karte veranschaulicht nicht nur die Verteilung von über 200 Spurenstoffen in den Weltmeeren, sie belegt ebenfalls: Umweltschutzmaßnahmen sind wirkungsvoll.
Eine große Menge giftiger Schwermetalle wie Blei und Cadmium, aber auch wichtige Spurenelemente wie Eisen gelangen über Flüsse, Wind und Regen letztendlich ins Meer. Wie genau diese Stoffe in die Ozeane gelangen und wie sie sich dort verteilen, soll nun ein neuer 3D-Atlas zeigen. In einem weltumspannenden Kraftakt arbeiten derzeit über 30 Institute aus 10 Ländern an einem internationalen Projekt namens Geotraces, um Quellen, Senken und Verbreitungswege von über 200 verschiedenen Substanzen im Meer aufzuspüren und sichtbar zu machen, darunter verschiedene Spurenelemente, Salz und radioaktive Isotope. Der Atlas zeigt erste Ergebnisse für den Atlantik, die Arktis und den Indischen Ozean.

Animation aus dem 3D-Atlas: Blei-Konzentrationen im Atlantik

So zieht sich auf der Karte zum Beispiel eine rote Fahne in 500 bis 2.000 Metern Tiefe quer durch den Atlantik. Sie zeigt vermutlich einen großen Teil des Bleis, das vor der Einführung bleifreien Benzins in Nordamerika und Europa aus den Auspuffrohren unserer Autos quoll. "Wir finden beim Blei aber nicht nur Spuren vergangener Umweltverschmutzung, wir können ebenfalls sehen, dass umweltpolitische Gegenmaßnahmen Wirkung zeigen", sagt Reiner Schlitzer vom Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut, der den dreidimensionalen Atlas entwickelt hat.

Bleifreies Benzin zeigt Wirkung


Die gleiche Abbildung des Atlantiks offenbart nämlich auch, dass Wasserschichten oberhalb 500 Metern wesentlich geringere Bleikonzentrationen enthalten. Seit bleihaltiges Benzin verboten ist, haben sich diese Oberflächenschichten noch nicht mit den tiefer liegenden Wasserschichten vermischt. So lässt sich nachweisen, dass in jüngerer Zeit weniger Blei ins Meer gespült wurde. Die im Atlantik gemessenen Bleikonzentrationen stellen keine unmittelbare Umweltgefährdung dar, wie Schlitzer erläutert: "Insgesamt sprechen wir hier von sehr geringen Konzentrationen in einer Größenordnung von etwa einem Teil Blei auf tausend Milliarden Teile Wasser."


Die geringen Nachweismengen verdeutlichen aber auch den enormen analytischen Aufwand, der für ein solches Projekt erforderlich ist und nur in einem großen Forschungsverbund realisiert werden kann. "Weltweit gibt es nur wenige, hoch spezialisierte Labore, die einzelne Spurenstoffe in derart geringen Konzentrationen zuverlässig messen können", so Schlitzer. Und die Analysen sind nicht nur sehr anspruchsvoll, es sind auch sehr viele davon nötig, um einen solchen Atlas der Weltmeere zu erstellen. Bisher haben die beteiligten Wissenschaftler mehr als 25.000 Wasserproben aus unterschiedlicher Tiefe von etwa achthundert Messstationen untersucht. 15 Schiffsexpeditionen waren erforderlich, um die bis jetzt eingearbeiteten Daten zu erheben – weitere werden folgen.

Eisen (oben) und Cadmium (unten) im Atlantik

Eisen (oben) und Cadmium (unten) im Atlantik

Zusammenhänge auf einen Blick erkennbar


Welchen wissenschaftlichen Schatz die Forscher aus der Tiefe des Ozeans auf den Bildschirm befördert und sichtbar gemacht haben, zeigt auch das Beispiel "Eisen". Im Ozean ist dieser wichtige Nährstoff für Mikroorganismen häufig ein Mangelelement. Staubeinträge von Land gelten bisher als bedeutendste Eisenquelle. Ein Blick auf den digitalen Atlas aber zeigt, dass auch im Umfeld von Seebergen auf dem Mittelatlantischen Rücken oder am Kontinentalschelf Westafrikas viel Eisen in den Ozean eingetragen wird. Die relativ hohen Cadmium-Konzentrationen wiederum, die sich in einem auffälligen Band entlang der südamerikanischen Atlantikküste ziehen, deuten nicht etwa auf einen erhöhten Umweltfrevel angrenzender Länder hin. Das Schwermetall spiegelt hier die Ausbreitungsmuster verschiedener Meeresströmungen wider.

Solche Zusammenhänge für alle Weltmeere auf einen Blick erkennbar zu machen, ist das Ziel des neuen elektronischen Atlas, der seit kurzem für jeden im Internet verfügbar ist. Und nicht nur das: „Durch regelmäßige Vergleiche werden wir künftig auf einfache Art erkennen können, wie der Klimawandel oder auch menschliche Emissionen die Verteilung von Nähr-, Schad- und anderen Spurenstoffen im Ozean verändert“, resümiert Reiner Schlitzer und blickt auf langsam rotierende 3D-Animationen von Eisen-, Blei- und Mangan-Konzentrationen im Arktischen Ozean. Vorausgesetzt natürlich, dass hunderte Forscherkollegen in aller Welt den neuen Atlas auch weiterhin kontinuierlich mit Daten füttern.

Eine Auswahl von 3D-Animationen ist auch im Youtube-Kanal AWIresearch des Alfred-Wegener-Instituts vorhanden.
(Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, 20.03.2014 - AKR)
 
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