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Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass küstennahe Auftriebsysteme die Ozeanversauerung weit über den globalen Durchschnitt hinaus beschleunigen und damit Fischbestände, marine Ökosysteme und Küstenwirtschaften bedrohen. Durch die Kombination von korallenbasierten Jahrhundertaufzeichnungen mit regionalen Ozeanmodellen warnen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass in bestimmten Küstenzonen der pH-Wert des Meerwassers mit steigendem atmosphärischem CO2 schneller sinken wird als bislang angenommen.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass große Auftriebssysteme die Ozeanversauerung schneller vorantreiben als erwartet, was wachsende Risiken für Meeresleben und Küstenökonomien schafft.
Warum Auftrieb wie ein Verstärker der Versauerung wirkt
Auftrieb ist ein natürlicher ozeanischer Prozess, bei dem kaltes, nährstoffreiches Tiefenwasser entlang von Kontinentalrändern an die Oberfläche gelangt. Dieses Tiefenwasser enthält natürlicherweise höhere CO2-Konzentrationen, weil mikrobieller Abbau sinkender organischer Substanz Kohlenstoff freisetzt und so die Säurebildung fördert. Wenn diese Wassermassen an die Oberfläche gelangen, stehen sie im direkten Austausch mit der Atmosphäre; der zusätzlich ansteigende anthropogene CO2-Gehalt verstärkt somit die bereits vorhandene Säure im Wasser.
Einfach ausgedrückt: Küstenauftrieb beginnt mit Wasser, das bereits einen niedrigeren pH-Wert aufweist. Mit der weiteren Zunahme des atmosphärischen CO2 wird dieses Wasser noch korrosiver für marine Organismen, die ihre Schalen und Skelette aus Calciumcarbonat (z. B. Aragonit oder Kalzit) aufbauen. Zusätzlich beeinflusst der Auftrieb lokale Kennzahlen wie die Aragonit-Sättigung (Ωarag), die für Kalkbildner entscheidend ist; sinkt sie, erschwert das Kalkbildungsprozesse und erhöht die Auflösung bereits vorhandener Kalzifikationen.
Wie Forschende ein Jahrhundert des Wandels rekonstruierten
Ein Team der University of St Andrews nutzte Korallenskelette als natürliche Archive vergangener Meereschemie. Korallen integrieren Bor-Isotope in ihr Aragonit-Skelett, und die Isotopenverhältnisse reflektieren den historisch herrschenden pH-Wert des umgebenden Meerwassers. Durch die Messung dieser Bor-Isotopen-Signaturen in Korallenproben aus dem 20. Jahrhundert konnten die Forscherinnen und Forscher pH-Trends über Dekaden rekonstruieren und so regionale Langzeitveränderungen nachvollziehen.
Diese Paläoproxys wurden anschließend mit einem hochaufgelösten regionalen Ozeanmodell für den California Current kombiniert — einem typischen östlichen Randauftriebssystem —, um Projektionen für die Entwicklung der Versauerung im 21. Jahrhundert unter fortgesetzten CO2-Emissionen zu erstellen. Die Modellläufe zeigen konsistent, dass Auftriebssysteme nicht einfach globale Mittelwerte widerspiegeln; sie wirken lokal als Verstärker und führen zu deutlich schnelleren pH-Abnahmen und veränderten Karbonatchemien in den betroffenen Küstenzonen. Solche regionalen Modellierungen berücksichtigen neben atmosphärischem CO2 auch Meeresströmungen, vertikale Vermischung, saisonale Variabilität und biogeochemische Prozesse, was die projektierten Effekte belastbarer macht als globale Näherungen allein.
Auswirkungen auf Fischerei, Ökosysteme und Küstengemeinden
Auftriebszonen zählen zu den produktivsten Regionen der Ozeane und tragen maßgeblich zu globalen Fischereierträgen bei. Eine beschleunigte Ozeanversauerung gefährdet Kalkbildner wie Muscheln, Schalentiere, bestimmte Planktongruppen (z. B. Foraminiferen und pteropoden Mollusken) sowie koralline Algen, die vielfach die Basis küstennaher Nahrungsnetze bilden. Wenn Schalenbildung und Wachstum durch niedrige pH-Werte und reduzierte Karbonatverfügbarkeit beeinträchtigt werden, hat das Kaskadeneffekte auf höhere trophische Ebenen: Jungfischegrößen, Reproduktionsraten und Überlebensraten können sinken, was langfristig zu geringeren Fischbeständen führt.
Darüber hinaus gefährdet die Kombination aus Versauerung und weiteren Stressoren — Erwärmung der Ozeane, Sauerstoffabnahme (Hypoxie) und veränderte Strömungsmuster — die Resilienz ganzer Ökosysteme. Küstengemeinden, die wirtschaftlich stark von Muschel- und Schalentierfischerei oder von mariner Aquakultur abhängig sind, sind besonders verletzlich. Betriebsunterbrechungen in Fischerei und Aquakultur, geringere Erträge und Qualitätsverluste führen zu Einkommensverlusten, Arbeitsplatzunsicherheit und erhöhtem Druck auf soziale Versorgungssysteme in diesen Regionen.
Politik und Lösungen: Warum CO2-Reduktion weiterhin entscheidend ist
Da die Ozeanversauerung unmittelbar mit dem atmosphärischen CO2-Gehalt verknüpft ist, bleibt die langfristig wirksamste Maßnahme die Reduktion von Emissionen. Der Umstieg auf saubere Energietechnologien, Energieeffizienz, Elektrifizierung von Verkehr und Wärmesystemen (z. B. Wärmepumpen), Ausbau erneuerbarer Energien und kohlenstoffarme Produktionsketten reduziert das gleiche CO2, das sowohl die globale Erwärmung als auch die Versauerung der Meere antreibt. Klimapolitische Maßnahmen auf nationaler und internationaler Ebene, einschließlich ehrgeiziger Emissionsziele und internationaler Abkommen, sind daher auch Schutzmaßnahmen für marine Lebensräume und Küstenökonomien.
Gleichzeitig sind lokale Anpassungsstrategien notwendig, um die unmittelbaren wirtschaftlichen Risiken zu mindern. Praktische Maßnahmen umfassen selektive Zucht in der Aquakultur (resistentere Stämme), gepufferte Aufzuchtanlagen (z. B. kontrollierte CO2- und pH-Regulierung in Hatcheries), gezielte Habitatrestauration (z. B. Seegraswiesen und Austernriffe zur lokalen CO2-Bindung und Küstenstabilisierung) sowie Frühwarnsysteme und umfassende Monitoringnetzwerke für pH, Karbonatgehalt und biologische Indikatoren. Solche Maßnahmen können Zeit gewinnen, während umfassendere Emissionsreduktionen umgesetzt werden.
Wie eine der Studienautorinnen betonte, erfordert die Vorhersage der Reaktion von Auftriebssystemen das Entwirren natürlicher Variabilität von menschlichen Einflüssen. Diese Komplexität macht es notwendig, regionale Langzeitdatenreihen zu erweitern, verschiedene Proxy-Datensätze (z. B. Korallen, Sedimente, Mollusken) zu integrieren und gezielte, hochauflösende Modellierung für einzelne Küstenregionen zu betreiben. Nur so lassen sich Risikoabschätzungen und Anpassungsstrategien so gestalten, dass sie lokale Gegebenheiten und sozioökonomische Abhängigkeiten berücksichtigen.
Die Ozeane in küstennahen Bereichen werden saurer als bisher angenommen.
Was das global bedeutet
Obwohl sich die zugrunde liegende Studie auf den California Current konzentrierte, sind ihre Ergebnisse eine Warnung für andere große Auftriebssysteme weltweit: den Humboldtstrom vor Südamerika, die Benguela- und Kanarenströme vor Westafrika sowie weitere ähnliche Küstenzonen. In allen Regionen, in denen Auftrieb signifikant ist, sollten Entscheidungsträger, Fischereimanagementbehörden und Kommunen mit einer lokal verstärkten Ozeanversauerung rechnen und entsprechende Vorbereitungen treffen. Diese Vorbereitung schließt regionale Überwachungssysteme, angepasste Fischereiregelungen und resilientere Aquakulturpraktiken ein.
Die Studie hebt eine ernste strukturelle Herausforderung hervor: globale Durchschnittswerte zur Ozeanversauerung – nützlich für den Überblick – können lokale Extremrisiken verschleiern. Daher sind regionale Analysen und sektorale Risikoabschätzungen (z. B. für Muschel-Industrien, Küstenfischerei, Tourismus) unerlässlich, um gezielte Schutz- und Anpassungsmaßnahmen zu planen. Zudem sollten nationale Politiken die potenziellen ökonomischen Folgen berücksichtigen, einschließlich Versorgungsketten, Exportmärkte und sozialer Sicherungsnetze in Küstengemeinden.
Expertinnen- und Experteneinschätzung
Dr. Elena Morris, eine Meeresbiogeochemikerin, die nicht an der Studie beteiligt war, kommentiert: ‚Diese Arbeit erinnert eindringlich daran, dass regionale ozeanische Prozesse die von globalen Durchschnittswerten erzählte Geschichte verändern können. Für Küstengemeinden werden lokales Monitoring, adaptive Fischereimanagementstrategien und die Integration wissenschaftlicher Erkenntnisse in lokale Planungsprozesse ebenso wichtig sein wie globale Emissionsminderungen.‘
Ein tieferes Verständnis regionaler Versauerungstrends liefert politischen Entscheidungsträgern und Ressourcenmanagern die nötigen Belege, um Prioritäten zu setzen, Monitoringprogramme zielgerichtet auszubauen und besonders gefährdete Industriezweige zu unterstützen. Fortgesetzte Forschung, die historische Proxys (z. B. Korallenbor-Isotopen) mit detaillierter regionaler Modellierung verknüpft, wird Projektionen präzisieren und dabei helfen, Maßnahmen dort zu fokussieren, wo sie dringend gebraucht werden.
Zusammenfassend zeigt die Forschung, dass integrierte Ansätze — die Emissionsminderung, lokale Anpassung, wissenschaftliches Monitoring und sozioökonomische Unterstützung verbinden — die erfolgversprechendsten Strategien sind, um die Risiken verstärkter Ozeanversauerung in Auftriebsgebieten zu mindern. Nur durch die Kombination von globalem Klimaschutz und regionaler Resilienzförderung können die ökologischen Grundlagen und wirtschaftlichen Lebensgrundlagen von Küstenregionen langfristig geschützt werden.
Quelle: scitechdaily
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