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Jeder kennt es: Schüttelt man eine Flasche mit einem kohlensäurehaltigen Getränk kommt einem der Inhalt beim Öffnen entgegen, da die instabile Kohlensäure beim Schütteln zerfällt und Kohlendioxid frei wird, das mehr Platz benötigt als die Kohlensäure. Im Ozean verhält es sich ähnlich — aus der Atmosphäre aufgenommenes, gelöstes Kohlendioxid reagiert mit Wasser über Kohlensäure zu der stabileren Verbindung Hydrogenkarbonat, die mit Abstand häufigste Kohlenstoffverbindung im Ozean. Und werden die Meere durch Stürme aufgepeitscht, passiert dasselbe wie mit der Getränkeflasche — Kohlendioxid wird freigesetzt. Ein internationales Forscherteam hat jetzt herausgefunden, dass die Menge des so wieder in die Atmosphäre abgegebenen Kohlendioxids für den Klimawandel nicht unerheblich ist. Die neue Studie, die bessere Klimamodelle ermöglichen kann, wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die Weltmeere absorbieren etwa 30 Prozent des in der Atmosphäre enthaltenen Kohlendioxids und ungefähr die Hälfte davon speichert allein der Südliche Ozean, weshalb er eine bedeutende Rolle im globalen Klimageschehen spielt. Die aktuelle Studie hat die komplexen Prozesse untersucht, die den Austausch von Gasen wie Kohlendioxid zwischen Atmosphäre und Ozean antreiben.
Das internationale Team mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Südafrika, den USA, Schweden und Norwegen setzte dafür zwei verschiedene autonome Roboter im Südlichen Ozean südlich der Antarktischen Polarfront bei 54° südlicher Breite auf dem Nullmeridian ein. Über knapp zwei Monate zeichnete ein Wave Glider die Windgeschwindigkeit über der Wasseroberfläche auf und ein Unterwasserroboter, der Slocum Glider, sammelte Daten bis in 1.000 Meter Tiefe zu Parametern wie Salzgehalt, Temperatur und Strömungen.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass Stürme kohlendioxidreiches Wasser an die Oberfläche bringen, und unterstreichen so nochmals die wichtige Rolle dieser Region im Klimawandel: «Wir zeigen, wie die intensiven Stürme, die in der Region häufig auftreten, die Durchmischung des Ozeans erhöhen und kohlendioxidreiches Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche bringen. Dies führt zu einer Ausgasung von Kohlendioxid aus dem Ozean in die Atmosphäre. Über diese komplexen Prozesse war bisher wenig bekannt, daher ist die Studie ein wichtiger Schlüssel zum Verständnis der Bedeutung des Südlichen Ozeans für das Klima und den globalen Kohlenstoffhaushalt», sagt Sebastiaan Swart, Professor für Ozeanographie an der Universität Göteborg und Co-Autor der Studie.
Klimawissenschaftler erwarten, dass es in Zukunft stärkere Stürme geben wird, weshalb es von entscheidender Bedeutung ist, die Auswirkungen der Stürme auf die Ausgasung von Kohlendioxid in die Atmosphäre zu verstehen, wie die Forscher betonen. «Dieses Wissen ist notwendig, um genauere Vorhersagen über den künftigen Klimawandel treffen zu können. Derzeit werden diese Umweltprozesse von globalen Klimamodellen nicht erfasst», sagt Marcel du Plessis von der Universität Göteborg, der ebenfalls an der Studie beteiligt war.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Sarah-Anne Nicholson, Daniel B. Whitt, Ilker Fer, Marcel D. du Plessis, Alice D. Lebéhot, Sebastiaan Swart, Adrienne J. Sutton, Pedro M. S. Monteiro. Storms drive outgassing of CO2 in the subpolar Southern Ocean. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27780-w