Dem Atem des Meeres auf der Spur

Kieler Meereswissenschaftler haben Messroboter erstmals mit Sauerstoffsensoren ausgestattet und in der Labradorsee ausgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Tiefsee im Winter große Mengen an atmosphärischem Sauerstoff „einatmet“ und eröffnen damit neue Wege für die Erforschung des Klimawandels.

Eine Forschergruppe vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) hat Ozean-Tiefendrifter erstmals mit modernen Sauerstoffsensoren ausgestattet und im September 2003 in der Labradorsee ausgesetzt. In der aktuellen Ausgabe der Science* stellen Professor Arne Körtzinger und seine Kollegen erste Ergebnisse vor, die zeigen, dass auch der Ozean „atmet“. Während des Winters nimmt der Ozean in der beobachteten Region enorme Mengen von Sauerstoff auf. Wie eine Lunge scheint die Labradorsee große Teile der atlantischen Tiefsee mit Sauerstoff zu versorgen. Die Messungen zeigen außerdem, dass der eingeatmete Sauerstoff durch die Meeresströmungen schnell im ganzen Ozean verteilt wird. Für die Klimaforschung könnte der Atem des Meeres folgenschwere Auswirkungen haben, denn der ozeanische Sauerstoffgehalt hängt eng mit dem Gehalt an Sauerstoff in der Atmosphäre zusammen.

Die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre hat in den letzten 100 Jahren stetig abgenommen. Der Grund dafür ist der gleiche wie der für den kritischen Anstieg des Kohlendioxids: die Verbrennung von Öl, Gas und Kohle. Doch während der Treibhauseffekt als Ursache für die globale Erderwärmung immer wieder neue besorgniserregende Schlagzeilen bringt, droht uns bezüglich des Sauerstoffs noch lange keine Erstickungsgefahr. Die Abnahme des atmosphärischen Sauerstoffs könnte sogar nützlich sein. Denn sie lässt sich relativ einfach messen und vor allem lässt sich mit ihrer Hilfe gut abschätzen, wie viel Kohlendioxid in den Ozeanen gelöst und wie viel von Pflanzen und Bäumen an Land aufgenommen wird. Diese Schätzung funktioniert allerdings nur solange der Sauerstoffgehalt der Ozeane – wie bisher allgemein angenommen – konstant ist.

Aktuelle Modellrechnungen prophezeien jedoch eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration durch Veränderungen der Meeresströmungen in der Tiefsee. Der Klimawandel könnte solche Veränderungen bewirken und damit die Prozesse verlangsamen, durch die der Sauerstoff in die Tiefen der Ozeane befördert wird. Bestätigen könnte das nur eine kontinuierliche Beobachtung des Sauerstoffgehalts, doch die war bisher nicht möglich. Die Ozeane sind riesig und der traditionelle Weg, Sauerstoffkonzentrationen zu messen, erforderte teure Forschungsexpeditionen. Die Methode der Kieler Meeresforscher zeigt eine günstigere und einfachere Alternative und würde gut in ein bereits laufendes internationales Forschungsprojekt passen. Das Projekt setzt weltweit tausende Tiefendrifter ein, die den Temperaturanstieg der Weltmeere beobachten sollen. Mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet, könnten sie auch die Sauerstoffkonzentration messen.

Die von Professor Körtzinger und seinen Kollegen beobachteten ozeanischen Atemzüge deuten auf Sauerstoff als einen der Schlüsselparameter für die zukünftige Meeres- und Klimaforschung hin. Doch bisher sind erst circa zwölf Tiefendrifter mit der neuen Technologie im Einsatz, weitere Tests und vor allem flächendeckende Beobachtungen sind notwendig. Die in der Science veröffentlichten Ergebnisse sollen die internationale Fachwelt ermutigen, die neuen Messgeräte möglichst zahlreich zum Einsatz zu bringen.

* „The Ocean Takes a Deep Breath“ von Arne Körtzinger, Jens Schimanski, Uwe Send, Douglas Wallace, erschienen in Science am 19.11.2004

Kontakt:

Prof. Arne Körtzinger, +49 (0)431 600-4205, akoertzinger@ifm-geomar.de
Uta Deinet: +49 (0)431 600-2501, udeinet@ifm-geomar.de