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Keine grossen, aber trotzdem messbare Veränderungen, waren auch bei den geochemischen Parametern zu erwarten. Denn Calcium, Magnesium und Bicarbonat entstehen bei der Verwitterung von Calcit- und Dolomit-Gesteinen im Einzugsgebiet der Flüsse. Dabei wird CO2 gebunden und das entstandene Bicarbonat (HCO3-) gelangt in die Gewässer. CO2 gast teilweise wieder in die Atmosphäre aus oder wird als Calcit erneut ausgefällt. Diese Grundprozesse im geochemischen Kohlenstoffkreislauf pendeln sich in einem Gleichgewicht ein, sie sind abhängig von den Bedingungen in der Umwelt.
«Die Bicarbonat-Konzentrationen haben zugenommen. Der Grund für diesen Anstieg begründet Zobrist einerseits mit dem Klimawandel: «Der Temperaturanstieg von rund 1,5 °C in der Luft führt dazu, dass die Mikroorganismen im Boden aktiver sind, mehr atmen und mehr CO2 abgeben.» Im feuchten Boden ist das CO2 als Kohlensäure gelöst. Mit einem höheren Gehalt an Kohlensäure wird mehr Gestein, vor allem carbonathaltige Mineralien, verwittert und die Bicarbonat-Konzentrationen steigen. Dieser Prozess konnte mit Hilfe eines klassischen CaCO3-CO2 Gleichgewichtprogramms quantifiziert werden. Unterhalb von Seen zeigt auch die Reoligotrophierung einen Effekt: Weil das Angebot an Phosphor in der untersuchten Zeitperiode sank, wuchsen in den Seen weniger Algen, die über die Photosynthese CO2 binden. Und wenn mehr CO2 im Wasser gelöst bleibt, wird weniger Calcit ausgefällt.
Gegenläufige Effekte überlagern sich
In der Thur bei Andelfingen zeigt die Bicarbonat-Konzentration über die letzten drei Jahrzehnte einen gegenläufigen Trend. Einerseits ist diesem Fluss kein See vorgelagert – der Effekt der Reoligotrophierung wirkt hier also nicht. Andererseits gibt es auch Entwicklungen, die zu einem Rückgang der Verwitterung geführt haben, so Zobrist: «Der Einsatz von im Boden Säure bildenden Düngern in der Landwirtschaft hat abgenommen. Zudem war auch die saure Deposition aus der Atmosphäre rückläufig – etwa durch die Reduktion vom Schwefelgehalt im Heizöl und vor allem durch die Abnahme der SO2 Emissionen in den ehemaligen Ostblockländern.» In der Folge war die Calcit-Verwitterung rückläufig.
Die Langzeittrends zeigen, dass der geochemische Kohlenstoffkreislauf Änderungen unterworfen ist und auf menschliche Einflüsse reagiert. „Die Veränderungen sind zwar gering, aber statistisch signifikant“, resümiert Zobrist, der sich mit dieser Arbeit nun definitiv vom Forschen verabschiedet.