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17.01.2013 von
Ein katastrophaler Eintrag von Kohlenstoffdioxid (CO₂) verursachte vor 55 Millionen Jahren eine drastische Klimaerwärmung. Die Ozeane versauerten, was tiefgreifende Konsequenzen hatte für marines Leben. Die Menge an CO₂, die damals in die Atmosphäre gelangte, ist vergleichbar mit dem heutigen CO₂-Eintrag durch die Verbrennung fossiler Energieträger. Die damaligen ökologischen Auswirkungen liefern Anhaltspunkte zur Ozean-Versauerung und möglichen Konsequenzen, sollte die Verbrennung fossiler Energieträger ungebremst weitergehen.
Die Menschheit setzt enorme Mengen an CO₂ in die Atmosphäre frei bei der Verbrennung fossiler Energieträger, bei der Zementherstellung oder auch durch Änderungen in der Landnutzung. Ein grosser Anteil dieses CO₂ wird von den Ozeanen aufgenommen, was zu deren Versauerung führt. Diese Versauerung kann schädliche Auswirkungen auf das marine Leben haben. Welche dies sind ist schwierig vorherzusehen. Hier helfen geologische Archive wie zum Beispiel Ablagerungen auf dem Meeresboden. Sie zeigen uns Änderungen und Zusammenhänge in der Vergangenheit auf und lassen uns zukünftige Änderungen in der Ozeanchemie und deren Auswirkungen auf marine Organismen besser abschätzen.
Die Warmphase vor 55 Millionen Jahren
Es gibt zahlreiche Ereignisse in der Erdgeschichte, die eine Ozean-Versauerung dokumentieren. So zum Beispiel die Warmphase vor 55 Millionen Jahren. Sie wird in der Fachwelt als Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) bezeichnet und ist am ehesten vergleichbar mit dem was uns in Zukunft erwarten könnte.
Der Beginn des PETM ist gekennzeichnet durch eine globale Erderwärmung von fünf bis neun Grad Celsius. Fast zeitgleich wurde eine grosse Menge an CO₂ in die Atmosphäre geschleudert. Eine der wissenschaftlichen Hypothese besagt, dass durch die Erwärmung der Tiefsee Methanablagerungen im Ozeanboden instabil wurden und so grosse Mengen Methan in die Atmosphäre entwichen. Dort wandelte sich das Methan zu CO₂ um. Andere Hypothesen gehen davon aus, dass grosse Vulkanausbrüche am Boden des Atlantischen Ozeans grosse Mengen an CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt haben.
Auswirkungen auf die Ökosysteme der Meere
Der massive Eintrag von Treibhausgasen während des PETM führte zu einer Versauerung der Ozeane, worauf zahlreiche marine Ökosysteme ausstarben. Auch Flachwasserorganismen litten unter der Versauerung. So starben unter anderem zahlreiche Korallenarten aus. Hinzu kam, dass durch die globale Erwärmung viele Organismen zunehmend in Richtung der Pole abwanderten.
Rückschlüsse auf die zukünftige Ozean-Versauerung
Die ungefähre Menge an CO₂, die zu Beginn des PETM in die Atmosphäre entwich entsprach rund einer Gigatonne Kohlenstoff pro Jahr. Zum Vergleich: In den letzten 50 Jahren ist der menschgemachte CO₂-Ausstoss von etwa einer auf zehn Gigatonne Kohlenstoff pro Jahr angestiegen. Das PETM zeigt weitere Eigenschaften, die einen aussagekräftigen Vergleich mit dem heutigen menschgemachten Klimawandel erlauben. Das PETM war ein kurzzeitiges Ereignis, das rasant einsetzte und einen hohen und schnellen Kohlenstoff-Eintrag zur Folge hatte. Beachten müssen wir, dass die Rahmenbedingungen vor dem PETM anders waren als heute: Die Landmassen waren anders angeordnet, auf den Kontinenten gab es keine Eisschilder und das Klima war generell wärmer als heute. Trotzdem liefert das PETM wertvolle Hinweise darauf, wie der Kohlenstoffkreislauf, das Klimasystem und die Ozeanchemie auf einen vergleichbaren CO₂-Eintrag reagieren werden. Dies hilft auch, mögliche Schäden der Ökosysteme von Meer und Land abzuschätzen. So werden zum Beispiel viele Korallenriffe vor Ende Jahrhundert verschwinden.
Die Rate, mit der wir Menschen CO₂ in die Atmosphäre eintragen, übertrifft diejenige während des PETM. Damit scheint möglich, dass die Menschheit in Zukunft eine Ozean-Versauerung in einem nie vorher dagewesenen Ausmasse verursachen wird.Zum Autor
Doktor Samuel Jaccard ist Oberassistent und Dozent an der Professur für Klimageologie am Geologischen Institut der ETH Zürich.