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Findige Kalkplattenträger

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 05.08.2011 14:40

Kalkalgen reagieren auf ganz unterschiedliche Weise auf den steigenden Kohlendioxidgehalt des Meeres. Das berichten europäische Forscher um Luc Beaufort von der Universität Marseille/Aix-en-Provence in der aktuellen "Nature".

Kalkalgenblüte vor der englischen SüdküsteDie Wissenschaftler, zu denen auch Björn Rost vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung gehört, hatten Wasserproben aus verschiedenen Meeresgebieten untersucht, dazu Bohrkerne, die die Entwicklung über die vergangenen 40.000 Jahre festgehalten haben. Dabei zeigten die mikroskopisch kleinen Algen, wissenschaftlich Coccolithophoriden genannt, durchaus das Verhalten, das man nach verschiedenen Experimenten bereits erwartet hatte: Bei steigendem Kohlendioxidgehalt im Wasser verringerte sich die Dicke der Kalkschalen. Allerdings geschah das nicht überall im gleichen Maße, die Forscher entdeckten sogar ein Meeresgebiet mit hohem CO2-Spiegel, in dem Kalkalgen mit besonders starker Schale gediehen.

Zurzeit nehmen die Weltmeere rund ein Drittel des Kohlendioxids auf, das die Menschheit in die Atmosphäre bläst. Das Klimagas löst sich im Gigatonnenmaßstab im Ozeanwasser und reagiert dort mit den Wassermolekülen zu Kohlensäure. Dadurch sinkt der pH-Wert des Meerwassers, es wird saurer. Seit Beginn der Industriellen Revolution Ende des 18. Jahrhunderts, ist der pH-Wert von durchschnittlich 8,2 auf 8,1 gesunken. Für das Ende des 21. Jahrhunderts erwartet man selbst bei günstiger Entwicklung der CO2-Emissionen eine Verringerung um weitere 0,2 oder gar 0,3 Einheiten. Das wäre die schnellste Veränderung seit mindestens 800.000 Jahren.

Kalkalgen mit verschieden starker SchaleCoccolithophoriden gehören wie andere kalkbildende Meeresorganismen auch zu denjenigen, die als erste unter dem steigenden CO2-Ausstoß der Menschheit leiden dürften. Die Ozeanversauerung verknappt den Rohstoff für die Kalkbildung, weil dadurch die notwendigen Karbonat-Ionen abgefangen werden. Das wird nicht ohne Folgen bleiben, denn so winzig die Einzeller sind, so wichtig ist ihre Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Meere. Sie sind für den Löwenanteil des in den Ozeanen abgelagerten Kalks verantwortlich und haben etwa die Kreidefelsen von Rügen oder die Kliffs von Dover aufgebaut. In ihren Proben fanden die Forscher daher konsequenterweise Coccolithophoriden mit leichteren Kalkschalen, wenn das Karbonat-Angebot knapp wurde. "Die Reaktionen im natürlichen System sind hierbei viel stärker als bislang angenommen", erklärt AWI-Forscher Rost mit Blick auf die Verschiebung hin zu Algenarten mit leichteren Schalen.

Dreidimensionales Computermodell einer KalkalgeDabei können die Wissenschaftler diesem Trend durchaus auch positive Seiten abgewinnen. "Die Kalkbildung setzt Kohlendioxid frei", schreibt David Hutchins von der Universität von Südkalifornien in Los Angeles in einem Begleitkommentar für "Nature", "weil aus zwei Bikarbonat-Ionen ein Kalk- und ein CO2-Molekül entstehen." Das bei der Schalenbildung produzierte Kohlendioxid muss von dem Kohlendioxid abgezogen werden, das die Kalkalgen durch ihre Photosynthese binden, weshalb Coccolithophoriden mit schwereren Schalen eine schlechtere CO2-Bilanz haben als solche mit leichteren Schalen. 

Überraschend ist nur, dass es offenbar auch gegenteilige Trends geben kann, ohne dass die Ursache hierfür klar wäre. In den Gewässern vor Chile, wo kohlendioxidreiches Tiefenwasser mit dem Humboldt-Strom nach oben gelangt, hat sich eine Kalkalge mit besonders dicken Skelett-Segmenten etabliert. Dieser lokale Fund zeigt schon, dass es extrem schwierig sein wird, die biologischen Auswirkungen der Ozeanversauerung abzuschätzen.

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