Fast zehn Jahre lang, von 1989 bis 98, hatten sich Wissenschaftler aus aller Welt an einer groß angelegten Messkampagne beteiligt: Dem "World Ocean Circulation Experiment", einem der umfassendsten Projekte der Meeresforschung überhaupt. Es lieferte ein Ergebnis, mit dem keiner der Beteiligten gerechnet hatte.
" Da haben alle wichtigen Nationen ihre Schiffe eingesetzt. Man ist wirklich koordiniert den gesamten Weltozean abgefahren und hat Proben aus allen Tiefen genommen und hat analysiert auf eine dermaßen große Bandbreite von Parametern wie das also insgesamt erstmalig war. "
Chris Sabine: " Wir haben danach fünf Jahre damit zugebracht, die Messergebnisse zusammenzubringen und zu analysieren. Am Ende hatten wir einen Datensatz, der so gut war, dass wir die Verteilung des menschengemachten CO2 in den Ozeanen abschätzen konnten. "
CO2, das Treibhausgas Kohlendioxid, wandert in großen Mengen in die Weltmeere, wird dort zu Kohlensäure, und sorgt dafür, dass das Wasser saurer wird. Mit der Analyse ihrer weltweiten Messungen kommen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Meere viel schneller versauern als man zuvor geglaubt hatte.
" Wie Meeresorganismen im Detail reagieren werden, wie sich das Artenspektrum in den Ökosystemen der Meere im Detail verändern wird, das ist etwas, was noch untersucht werden muss. Man weiß aber in der Summe, dass der künftige Ozean, den wir haben werden, ein anderer sein wird, als der Ozean, den wir jetzt noch haben. "
Key Largo, Florida. Das Meer funkelt in hellem Türkis. Weiter draußen sind dunklere Schatten im Wasser zu sehen. Ein kilometerlanges Korallenriff zieht sich hier an der Küste entlang. Die Amerikaner haben es zu einem Unterwasser-Nationalpark gemacht, dem John Pennekamp Coral Reef State Park. Urlauber lassen kleine Boote zu Wasser, und decken sich an einem Kiosk mit Getränken ein. Steve Anderson, ein Tauchlehrer, sortiert am Kai Schwimmflossen und Neoprenanzüge.
" Sie werden sehr viele Korallen sehen und jede Menge tropische Fische, Seeschildkröten, vielleicht auch kleine Haie. Die Natur zeigt sich hier jeden Tag anders. Achten Sie aber darauf, dass Sie die Korallen nicht berühren, denn dadurch zerstören Sie das Riff, und die Besucher nach Ihnen haben nichts mehr davon. Es kommt wirklich darauf an, dieses Wunder der Natur von einer Generation zur nächsten weiter zu geben. "
Auch Mathew Hitman weist auf Gefahren hin, die den Korallen drohen: Er gibt Führungen in einem Touristenboot, das gläserne Fenster in seinem Rumpf hat. Hier können Urlauber im Trockenen sitzen und die vielen bunten Tiere und Pflanzen bewundern, über die das Boot hinweg gleitet.
" Bei uns und auf Key Largo und den Nachbarinseln ist das Riff noch in einem guten Zustand. Wir kriegen nicht allzu viele Abwässer aus Industrie und Landwirtschaft ab. Und der Golfstrom sorgt dafür, dass das Wasser immer frisch und nährstoffreich ist. Trotzdem haben auch wir mit der Korallenbleiche zu tun. Die Koralle ist ein sehr sensibles Tier, sobald das Wasser wärmer wird als 30 Grad Celsius, taucht dieses Problem auf. "
Bereits eine geringfügige Erhöhung der Wassertemperatur über das normale Maß hinaus kann die Korallenbleiche auslösen. Eine Zeitlang werden die Korallen mit Streß fertig, doch irgendwann sterben sie ab. Übrig bleibt nur noch das helle Kalkskelett des Riffs, eine trostlose Mondlandschaft. Robert Halley vom US-Geological Survey in St. Petersburg, Florida.
" Das Ganze ist kein einfaches Problem. Es gibt Fälle, wo das Wasser extrem warm wird, die Korallenbleiche aber ausbleibt. Es muss also ein Zusammenspiel verschiedener Ursachen sein. Neben der Temperatur ist auch die CO2-Konzentration entscheidend. Es gibt aber auch sehr gut dokumentierte Fälle, bei denen Temperatur und CO2 ungünstig waren, wo aber eine gute Wasserzirkulation die Bleiche verhindert hat. Bislang ist es uns nicht gelungen, die verschiedenen Einflüsse und Faktoren auseinander zu dividieren. "
Fest steht jedenfalls: schon heute sind viele Korallenriffe krank. Jetzt kommt eine weitere Bedrohung hinzu: Die Versauerung der Ozeane. Die Menschen verbrennen immer mehr fossile Rohstoffe - Erdöl, Kohle, Gas. Das Kohlendioxid, das dabei entsteht, wandert nicht nur in die Atmosphäre sondern auch in die Meere und wird dort zu Kohlensäure. Der so genannte pH-Wert, der Säuregrad des Wassers, verändert sich.
Für die Korallen bedeutet dies zunächst einmal zusätzlichen Stress. Der Grundbaustoff für die Korallenriffe, der im Wasser gelöste Kalk, wird knapp. Irgendwann geht die Entwicklung dann so weit, dass die Kalkbildung unmöglich wird, weil die Kohlensäure die Korallenskelette einfach auflöst. Ein Effekt, der in etwa dem entspricht, was passiert, wenn man Salzsäure auf Kreide gießt.
Hans Otto Pörtner vom Alfred Wegener Institut in Bremerhaven.
" Es wird sicher Verschiebungen in den Ökosystemen geben, d.h. die Gleichgewichte werden sich verschieben zu ungunsten der Kalkbildner im Meer. Die Nahrungsketten werden sich verändern. Es ist vorstellbar, dass es für einige Organismen dann nicht mehr die Nahrungsmengen gibt, die sie vorher hatten. Und diese Art Störung und Verschiebung wird mit Veränderung der Artenzahlen einhergehen, mit einer Abnahme der so genannten Biodiversität. "
In den vergangenen Jahren sorgte Jonathan Erez von der Hebräischen Universität in Jerusalem mit einer düsteren Prognose für Schlagzeilen: Er geht davon aus, dass unsere Enkel keine Korallenriffe mehr erleben werden. Inzwischen teilen immer mehr Wissenschaftler seine Ansicht, angesichts der vielfältigen Bedrohung dieser einzigartigen Lebensräume durch Wasserverschmutzung, Erosion, Fischernetze, die globale Temperaturerhöhung – und die Versauerung der Ozeane.
Chris Langdon von der Universität von Miami.
" Leider denken wir, dass das sehr wahrscheinlich ist. Allein in der Karibik hat es in den vergangenen Jahren an vielen Stellen einen 80-prozentigen Rückgang der Riffe gegeben. Es gibt hier also einen sehr starken und offensichtlichen Trend. "
Mitten in der Wüste im US-Bundestaat Arizona steht ein gewaltiger Gebäudekomplex aus Glas: Spitze Pyramiden und Türme im Raumschiff-Look, verteilt auf 1,3 Hektar. "Biosphere 2" heißt das Ensemble, das sich der Milliardär Edward Bass Anfang der 90er Jahre 200 Millionen Dollar hatte kosten lassen. Er stattete den futuristischen Glaspalast mit eigenständigem Mini-Ökosystem aus: mit einem kleinen Regenwald, einem Wüstengebiet und einem Ozean. Letzerer enthielt 3,5 Millionen Liter Salzwasser und ein eigenes Korallenriff. Acht Menschen sollten in der "Biosphäre 2" leben und beweisen, dass es möglich ist, sich in so einem großen Treibhaus völlig autark zu ernähren. Die Versuchsteilnehmer verstanden sich als Pioniere für zukünftige Weltraumkolonien auf dem Mars und anderswo. Doch das Experiment ging schief: Bestimmte Bakterien im Boden verbrauchten zu viel Sauerstoff, was zur Folge hatte, dass viele Pflanzen und Tiere starben.
" Die CO2-Konzentration stieg dramatisch an, der Sauerstoff war so knapp wie auf dem Mount Everest, und die Versuchspersonen litten unter Kopfschmerzen und Sauerstoffmangel. "
Letztlich aber brachte das gescheiterte "Biosphere 2"-Vorhaben ein positives Ergebnis: Es wurde deutlich, dass der Mensch komplexe Ökosysteme nur ungenügend versteht und kaum beherrschen kann.
Nach Ende des Großversuchs erhielten Wissenschaftler von der Columbia Universität in New York die Gelegenheit, den Gebäudekomplex für kleinere wissenschaftliche Projekte zu nutzen. Der Chemiker Chris Langdon machte es sich zur Aufgabe, den Mini-Ozean genauer unter die Lupe zu nehmen.
" Bevor wir die "Biosphäre 2” übernahmen, hatte sich niemand um den chemischen Zustand des Wassers in dem Ozean gekümmert. Ich stellte gleich als erstes fest, dass der pH-Wert deutlich gefallen war. Alle Lebewesen im Wasser hatten aufgehört zu wachsen. Ich gab einige Chemikalien ins Wasser, um wieder etwas natürlichere Bedingungen herzustellen. Und mit einem Mal kam es zu einer neuen Explosion des Lebens im Ozean. "
Die Korallen in der "Biosphäre 2" hatten sich offensichtlich erholt. Chris Langdon und seine Kollegen begannen, das Verhalten ihres Versuchs-Ökosystems unter extremen Bedingungen über mehrere Monate hinweg zu testen. Dazu schickten sie es quasi auf Zeitreise: Zunächst gaben sie Bedingungen der letzten Eiszeit vor, als die CO2-Konzentration im Wasser noch halb so hoch war wie heute. Dann testeten sie noch einmal die heutigen Bedingungen und anschließend simulierten sie eine zukünftige Situation, in der doppelt so viel CO2 im Wasser enthalten war. Ergebnis: Je mehr CO2 sich im Wasser befindet, desto stärker geht das Korallenwachstum zurück. Ein Zusammenhang, den die meisten Fachleute so nicht erwartet hatten.
" Die Leute haben geglaubt, dass gar nichts passiert, solange das Wasser für Kalziumkarbonat übersättigt ist, d.h. solange die chemischen Bedingungen für die Bildung von Kalk günstiger sind als für die Auflösung von Kalk. Tatsächlich aber gibt es hier einen linearen Zusammenhang: Je geringer die Sättigung, desto weniger können die Organismen wachsen. "
Die Korallenriffe sind also nicht erst dann bedroht, wenn das Wasser so sauer ist, dass sich ihre Kalkskelette auflösen. Vielmehr wird ihr Wachstum bereits deutlich früher gehemmt.
Es ist eine ungewöhnliche Weltkarte, die Reiner Schlitzer in seinem Büro am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven aufgehängt hat. Die Kontinente sind hier als einfarbige, graue Flächen dargestellt, die Meer hingegen sind farblich fein abgestuft, in vielen verschiedenen Blautönen. Eine bathymetrische Karte, die den Tiefenverlauf der Ozeanbecken nachzeichnet. Reiner Schlitzer hat sich in den vergangenen Jahren ein sehr genaues Bild darüber verschafft, welchen Weg das CO2 aus der Atmosphäre in die Ozeane nimmt, wie es sich dort verteilt und wo es wieder zurück in die Atmosphäre gelangt:
" Zum Beispiel im tropischen Pazifik, wo man ein Ausgasen des CO2s aus dem Ozean in die Atmosphäre hat, was vielleicht wenige Leute wissen. Das ist nach wie vor heute so. Das liegt daran, dass aus den Tiefen des Ozeans Wasser an die Oberfläche gebracht wird, das viel CO2 enthält, da gast das in die Atmosphäre aus. "
An den meisten anderen Orten aber schluckt der Ozean Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Südlich von Grönland zum Beispiel, aber auch um den Südpol herum nimmt das kalte Oberflächenwasser besonders viel CO2 auf und stürzt mit ihm in die Tiefe – bis auf den Meeresgrund. Es dauert viele Jahrhunderte, bis dieses Wasser wieder an die Oberfläche gelangt.
" Auf den Effekt bauen wir. Der Ozean hat nach geltenden Schätzungen 40 Prozent des CO2s, das die Menschheit in die Atmosphäre emittiert schon aufgenommen. (...) Wenn es den Ozean nicht gäbe, dann wären die atmosphärischen Konzentrationen noch viel höher. "
Der Ozean hat uns also bislang vor einem dramatischen Anstieg der Temperatur in der Atmosphäre bewahrt. Dafür aber bedroht nun das zunehmende CO2 im Wasser die Meeresbewohner.
Reiner Schlitzer war an der Auswertung der Daten des "World Ocean Circulation Experiment" beteiligt, jenem globalen Projekt, bei dem die Meeresforscher umfassende Daten über die CO2-Verteilung in den Weltmeeren sammelten. Allerdings war er nicht auf einem der Forschungsschiffe unterwegs. Das Spezialgebiet der Physikprofessors ist vielmehr die Computersimulation der physikalisch-chemischen Prozesse in den Weltmeeren.
" Wir haben das untersucht mit Rechenmodellen, mit denen man nicht nur versucht, die Vergangenheit zu rekonstruieren, sondern auch in die Zukunft weiter rechnen kann. Unter Annahmen, wie die CO2-Emission in die Atmosphäre weitergehen wird in den nächsten 50 Jahren, - bei diesen Vorwärtsrechnungen kam eben heraus, dass die pH-Absenkung doppelt so schnell oder sehr viel schneller passieren wird, als die meisten Leute dachten. "
Forscher aus aller Welt haben mit den Daten des "World Ocean Circulation Experiment" insgesamt 13 verschiedene Computermodelle entwickelt. Sie simulierten die Dynamik der Ozeanchemie auf sehr unterschiedliche Weise – und kamen doch alle zu dem gleichen Ergebnis: Die Ozeane versauern mit dramatischer Geschwindigkeit. Chris Sabine vom US-amerikanischen Meeresforschungsinstitut NOAA in Seattle betont, dass es sich bei diesem Trend um eine Tatsache handelt, die deutlich sicherer ist als die derzeitigen Klimaprognosen.
" Zwei Dinge stehen außer Frage - ganz unabhängig davon, ob Sie daran glauben, dass es einen kausalen Zusammenhang gibt zwischen dem CO2 in der Erdatmosphäre und der globalen Erwärmung: Zum einen steht die Tatsache außer Frage, dass wir Menschen die Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre erhöhen. Vor der industriellen Revolution war die Konzentration über einen Zeitraum von mindestens 1000 Jahren gleich geblieben. Nun haben wir sie innerhalb von zwei Jahrhunderten verdoppelt. - Und als zweites steht fest: Das CO2 geht ins Meer und verändert die Chemie der Ozeane. Auch das ist eine Tatsache, die außer Frage steht. "
" Wir finden, dass die Untersäuerung vor allem in den Kaltgebieten der Ozeane stattfindet. Das heißt also im Nordpolarmeer. Aber vor allein Dingen auch im Südpolarmeer um die Antarktis herum. In den Gebieten wird schon 2030, was also gar nicht so weit entfernt ist, das Oberflächenwasser untersättigt sein für eine bestimmte Kalksorte. "
Bereits jetzt erfahren die Tiere, die in kalten Gewässern leben, eine dramatische Veränderung ihres Lebensraums. Besonders betroffen sind winzige kalkbildende Lebewesen im Norden und im Süden der Erdkugel: Planktonorganismen, Seegurken und Flügelschnecken. Sie sind eine wichtige Nahrung für viele kleine Krebse und Fische und bilden somit den Anfang einer Nahrungskette, an deren anderem Ende ökonomisch bedeutende Arten wie Lachs, Kabeljau oder Makrele stehen.
Unmittelbar von der Ozean-Versauerung betroffen sind auch die Kaltwasserkorallenriffe, einzigartige Lebensräume, die sich in großer Tiefe entfalten, wo aufgrund des hohen Drucks und der niedrigen Temperatur das Meer ohnehin relativ sauer ist. Die Skelette dieser Korallen werden sich bald einfach auflösen.
Die Warmwassergebiete und mit ihnen die tropischen Korallenriffe werden erst einige Jahrzehnte später in Mitleidenschaft gezogen werden, prognostizieren die Wissenschaftler. Insgesamt hat die Versauerung das Potenzial, weltweit Massensterben in den Ozeanen auszulösen.
" Wir sind hier in einem Raum, in dem wir eine CO2-Inkubationsanlage für Meerestiere aufgebaut haben. Und hier führen wir Langzeituntersuchungen durch, z.B. an Fischen, wo wir bei verschiedenen CO2-Konzentrationen das Wachstum der Tiere verfolgen. "
Hans Otto Pörtner und seine Mitarbeiter am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven arbeiten mit einer Anlage, die ein wenig aussieht wie eine überdimensionierte Kühltruhe. Darin hängen einige blaue, mit Wasser gefüllte Schüsseln, in denen lebende, tellergroße Flundern aus der Nordsee liegen. Die Schüsseln werden über Schläuche mit Kohlendioxid versorgt. Eine Steuerungselektronik wacht darüber, dass in jeder Schüssel stets der vorgesehene Säuregrad herrscht.
Bislang haben die Forscher keine deutliche Veränderung beim Wachstum der Tiere feststellen können. Im Gegensatz zu den kleinen kalkbildenden Schnecken scheint die CO2-Erhöhung den Fischen nicht allzu viel auszumachen.
" Das passt eigentlich in den Gesamtkontext, dass wir die Hypothese haben, dass Fische auf diese Störungen im CO2 in der Physikochemie des Ozeans weniger empfindlich reagieren als die Wirbellosen. "
Experimente dieser Art stehen noch ganz am Anfang. Viele ökologische Fragen sind noch völlig offen: Wie die einzelnen Arten in ihren verschiedenen Lebensräumen auf das saure Wasser reagieren werden. Welche Ökosysteme sich als besonders empfindlich erweisen werden, welche als robust. Welche Tiere und Pflanzen sich anpassen und weiter ausbreiten können und welche für immer verschwinden.
Bislang hatten die Biologen sich eher für Fragestellungen aus dem Bereich der Grundlagenforschung interessiert, etwa wie die Organismen auf veränderte pH-Werte im Blut reagieren. Um diese Zusammenhänge erforschen zu können, hatten sie den Tieren extrem hohe CO2-Konzentrationen ins Wasser gegeben.
Auch haben sie bereits einiges über Lebewesen in Erfahrung gebracht, denen es nichts ausmacht, wenn die CO2-Konzentration stark schwankt. Im Wattenmeer zum Beispiel leben viele Kleintiere, die gut damit fertig werden, dass mit Ebbe und Flut Sauerstoff- und CO2-Gehalt im Wasser hin und her pendeln. Aber ob diese robusten Tiere auch langfristig mit einem veränderten Säuregrad fertig werden, weiß bislang niemand.
" Es gibt Untersuchungen von japanischen Kollegen an Meeresschnecken und Seeigeln, die zeigen, dass eine langzeitmoderate Erhöhung von CO2 auf Werte, wie wir sie in 10 oder 20 Jahren haben werden dort eine Störung der Fortpflanzungstätigkeit, eine Abnahme der Kalkbildungsrate und eine reduzierte Lebensdauer mit sich bringt. So dass wir davon ausgehen können, das Kalkbildner gestört sind. Bei diesen Kalkbildnern sind aber dann auch Prozesse betroffen, die wir bei allen Tieren finden, d.h. bei Kalkbildnern und bei Nicht-Kalkbildnern.
Wir haben mit griechischen Kollegen zusammen eine Untersuchung zum Wachstum einer Miesmuschel im Mittelmeer gemacht, und da hat sich gezeigt, dass bei erhöhten CO2-Konzentrationen nicht nur das Schalenwachstum beeinträchtigt ist, sondern auch das Wachstum des Weichkörpers. Und wir finden da Störungen im Säure-Basenhaushalt, wie wir sie auch hier bei den nichtbeschalten Bewohnern des Wattenmeeres finden. Und diese pH-Störungen haben Rückwirkungen auf Prozesse, die im Wachstum wichtig sind, auf die Eiweißsynthese. Sie haben Rückwirkungen auf die neuronale Tätigkeit, auf den Neurotransmitterstoffwechsel im Nervengewebe. Wir sehen hier einen dämpfenden Effekt des CO2. - Aber die Empfindlichkeitsschwellen müssen für die einzelnen Arten erst noch konsequent ermittelt werden. Wir operieren hier in einem Bereich relativ niedriger CO2-Konzentration, die man bisher experimentell zu wenig untersucht hat. "
Ein eindeutiges Forschungsergebnis hat indes Victoria Fabry vorzuweisen. Die Meeresbiologin von der California State University in San Marcos beschäftigt sich seit Jahren mit Flügelschnecken, winzigen Tieren, die frei im Wasser schweben. Auf einer Forschungsreise in den Golf von Alaska hatte sie deutliche Veränderungen an diesen Meeresbewohnern beobachtet:
" Die Schalen der Tiere lösten sich einfach auf. Das war ganz eindeutig, man konnte das mit bloßem Auge erkennen. Gleichzeitig haben wir eine erhöhte CO2-Konzentration im Wasser festgestellt. Und als ich mir die Tiere unter einem Rastertunnelmikroskop anschaute, konnte ich genau sehen, wie sich die Kalkpanzer abschälten und die darunter liegenden Schichten zum Vorschein kamen. Und das, obwohl die Tiere noch lebendig im Wasser umherschwammen. "
Die Kalkschale der Flügelschnecke besteht nicht aus Kalzit, wie bei den Korallen und vielen anderen Tieren, sondern aus Aragonit. Diese chemisch etwas anders zusammengesetzte Kalksorte reagiert empfindlicher auf Säure als Kalzit. Die Flügelschnecke könnte somit die erste Tierart sein, die in Folge der Ozeanversauerung ausstirbt.
Es ist Nacht über der Florida Bay. Das Meer ist ruhig und schwarzblau. An einer Stelle aber ist ein schwaches Leuchten zu sehen: Ein dursichtiges Zelt, mehrere Meter unter der Wasseroberfläche, aufgespannt über einem Korallenriff. Das Wasser innerhalb des Zeltes schimmert hellviolett. Wissenschaftler haben einen Farbstoff hineingegeben, um zu prüfen, ob das Zelt wirklich dicht ist. Auch haben sie Schläuche und Kabel verlegt, die von dem Zelt an die Wasseroberfläche führen. Unter der Plane sind Organismen gefangen, die bereits da waren, bevor die Wissenschaftler kamen: Korallen, Seegras, Fische – eine ganze Lebensgemeinschaft, die nun untersucht werden soll.
" Wir arbeiten jetzt seit sechs Jahren mit diesem System, unser Technikerteam kann das es in wenigen Stunden aufbauen und dann messen wir so lange, bis das Wetter sich verschlechtert. Tagsüber scheint die Sonne durch die durchsichtige Zeltplane, und die Organismen darunter leben genau so als ob sie weiterhin draußen wären. Innerhalb des Zeltes sitzt eine große Pumpe, die Wasser zirkuliert, sowie eine kleine Pumpe, die Wasser an die Meeresoberfläche pumpt, wo wir dann unsere Messungen machen. "
Robert Halley vom US-Geological Survey in St. Petersburg, Florida überwacht mit seinen Kollegen die Atmung, die Fotosynthese und die Kalkbildung der Organismen unter dem Zelt. Auf diese Weise können sie die Entwicklung eines Korallenriffs in regelmäßigen Abständen prüfen und seine Gesundheit überwachen. Darüber hinaus sind sie auch in der Lage, die physikalisch-chemischen Bedingungen unter dem Zelt zu verändern. Den Salzgehalt zum Beispiel, die Nährstoffmenge – und natürlich auch den Säuregrad.
" Das ganze System muss 24 Stunden am Tag überwacht werden. Wenn wir das von einem Boot aus machen können, ist das sehr bequem. Aber mit Booten kommt man nicht überallhin. Wir haben auch schon eine ganze Woche auf einer zwei mal zwei Meter großen Mess-Plattform verbracht. Das kann dann schon anstrengend werden. "
Experimente mit Unterwasserzelten wird es in Zukunft häufiger geben. Während Meeresbiologen bislang meist einzelne Organismen und ihre Funktion untersucht haben, wird es nun immer wichtiger auch ganze Lebensräume vor Ort zu studieren, um herauszufinden wie sie auf die Versauerung der Ozeane reagieren.
Robert Halley und Kollegen ist es mit ihren Unterwasserzeltexperimenten inzwischen sogar gelungen eine Brücke zu schlagen zu den Experimenten in der künstlichen Umgebung des Mini-Ozeans in der "Biosphäre 2".
" In den heutigen Ozeanen dominiert derzeit noch die Kalkbildung – bis irgendwann, die Schwelle erreicht ist, ab der mehr Kalk im Wasser gelöst wird. In den kalten Gewässern werden wir die voraussichtlich innerhalb der nächsten 30 Jahre erreichen. Interessant ist nun aber auch: Diese Schwelle haben wir auf drei Wegen ermittelt: Mit theoretischen Rechnungen, mit den Experimenten in der künstlichen "Biosphäre 2"-Umgebung und mit unseren Zelt-Versuchen vor Ort auf dem Korallenriff. Und es stellt sich heraus, dass die Ergebnisse dieser drei sehr unterschiedlichen Projekte recht nahe beieinander liegen. "
Ein Ergebnis mit wegweisendem Charakter: Für die Meeresbiologen wird es in Zukunft verstärkt darauf ankommen, verschiedene Ansätze miteinander zu verknüpfen – theoretische Simulationen auf dem Computer, experimentelle Simulationen im Labor und umfassende Messungen vor Ort. Nur so wird es möglich, die Entwicklung der Ökosysteme in den sauren Ozeanen besser zu verstehen. –
Für die Gesellschaft hingegen steht das wichtigste Ergebnis jetzt schon fest.
" Die Rate, mit der wir CO2 in die Atmosphäre blasen, hat einen großen Einfluss darauf, wie sich die Dinge entwickeln. Wenn es uns zumindest gelänge, das Tempo ein wenig drosseln, hätten die Ökosysteme mehr Zeit, zu reagieren und sich an die Versauerung des Wasser anzupassen. Je schneller wir also handeln, desto besser. Das ist etwa so wie mit Zinsen bei der Bank: Wenn wir jetzt etwas tun, verbessern wir die Situation in 10, 20 oder 50 Jahren ganz entscheidend. "
" Da haben alle wichtigen Nationen ihre Schiffe eingesetzt. Man ist wirklich koordiniert den gesamten Weltozean abgefahren und hat Proben aus allen Tiefen genommen und hat analysiert auf eine dermaßen große Bandbreite von Parametern wie das also insgesamt erstmalig war. "
Chris Sabine: " Wir haben danach fünf Jahre damit zugebracht, die Messergebnisse zusammenzubringen und zu analysieren. Am Ende hatten wir einen Datensatz, der so gut war, dass wir die Verteilung des menschengemachten CO2 in den Ozeanen abschätzen konnten. "
CO2, das Treibhausgas Kohlendioxid, wandert in großen Mengen in die Weltmeere, wird dort zu Kohlensäure, und sorgt dafür, dass das Wasser saurer wird. Mit der Analyse ihrer weltweiten Messungen kommen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Meere viel schneller versauern als man zuvor geglaubt hatte.
" Wie Meeresorganismen im Detail reagieren werden, wie sich das Artenspektrum in den Ökosystemen der Meere im Detail verändern wird, das ist etwas, was noch untersucht werden muss. Man weiß aber in der Summe, dass der künftige Ozean, den wir haben werden, ein anderer sein wird, als der Ozean, den wir jetzt noch haben. "
Key Largo, Florida. Das Meer funkelt in hellem Türkis. Weiter draußen sind dunklere Schatten im Wasser zu sehen. Ein kilometerlanges Korallenriff zieht sich hier an der Küste entlang. Die Amerikaner haben es zu einem Unterwasser-Nationalpark gemacht, dem John Pennekamp Coral Reef State Park. Urlauber lassen kleine Boote zu Wasser, und decken sich an einem Kiosk mit Getränken ein. Steve Anderson, ein Tauchlehrer, sortiert am Kai Schwimmflossen und Neoprenanzüge.
" Sie werden sehr viele Korallen sehen und jede Menge tropische Fische, Seeschildkröten, vielleicht auch kleine Haie. Die Natur zeigt sich hier jeden Tag anders. Achten Sie aber darauf, dass Sie die Korallen nicht berühren, denn dadurch zerstören Sie das Riff, und die Besucher nach Ihnen haben nichts mehr davon. Es kommt wirklich darauf an, dieses Wunder der Natur von einer Generation zur nächsten weiter zu geben. "
Auch Mathew Hitman weist auf Gefahren hin, die den Korallen drohen: Er gibt Führungen in einem Touristenboot, das gläserne Fenster in seinem Rumpf hat. Hier können Urlauber im Trockenen sitzen und die vielen bunten Tiere und Pflanzen bewundern, über die das Boot hinweg gleitet.
" Bei uns und auf Key Largo und den Nachbarinseln ist das Riff noch in einem guten Zustand. Wir kriegen nicht allzu viele Abwässer aus Industrie und Landwirtschaft ab. Und der Golfstrom sorgt dafür, dass das Wasser immer frisch und nährstoffreich ist. Trotzdem haben auch wir mit der Korallenbleiche zu tun. Die Koralle ist ein sehr sensibles Tier, sobald das Wasser wärmer wird als 30 Grad Celsius, taucht dieses Problem auf. "
Bereits eine geringfügige Erhöhung der Wassertemperatur über das normale Maß hinaus kann die Korallenbleiche auslösen. Eine Zeitlang werden die Korallen mit Streß fertig, doch irgendwann sterben sie ab. Übrig bleibt nur noch das helle Kalkskelett des Riffs, eine trostlose Mondlandschaft. Robert Halley vom US-Geological Survey in St. Petersburg, Florida.
" Das Ganze ist kein einfaches Problem. Es gibt Fälle, wo das Wasser extrem warm wird, die Korallenbleiche aber ausbleibt. Es muss also ein Zusammenspiel verschiedener Ursachen sein. Neben der Temperatur ist auch die CO2-Konzentration entscheidend. Es gibt aber auch sehr gut dokumentierte Fälle, bei denen Temperatur und CO2 ungünstig waren, wo aber eine gute Wasserzirkulation die Bleiche verhindert hat. Bislang ist es uns nicht gelungen, die verschiedenen Einflüsse und Faktoren auseinander zu dividieren. "
Fest steht jedenfalls: schon heute sind viele Korallenriffe krank. Jetzt kommt eine weitere Bedrohung hinzu: Die Versauerung der Ozeane. Die Menschen verbrennen immer mehr fossile Rohstoffe - Erdöl, Kohle, Gas. Das Kohlendioxid, das dabei entsteht, wandert nicht nur in die Atmosphäre sondern auch in die Meere und wird dort zu Kohlensäure. Der so genannte pH-Wert, der Säuregrad des Wassers, verändert sich.
Für die Korallen bedeutet dies zunächst einmal zusätzlichen Stress. Der Grundbaustoff für die Korallenriffe, der im Wasser gelöste Kalk, wird knapp. Irgendwann geht die Entwicklung dann so weit, dass die Kalkbildung unmöglich wird, weil die Kohlensäure die Korallenskelette einfach auflöst. Ein Effekt, der in etwa dem entspricht, was passiert, wenn man Salzsäure auf Kreide gießt.
Hans Otto Pörtner vom Alfred Wegener Institut in Bremerhaven.
" Es wird sicher Verschiebungen in den Ökosystemen geben, d.h. die Gleichgewichte werden sich verschieben zu ungunsten der Kalkbildner im Meer. Die Nahrungsketten werden sich verändern. Es ist vorstellbar, dass es für einige Organismen dann nicht mehr die Nahrungsmengen gibt, die sie vorher hatten. Und diese Art Störung und Verschiebung wird mit Veränderung der Artenzahlen einhergehen, mit einer Abnahme der so genannten Biodiversität. "
In den vergangenen Jahren sorgte Jonathan Erez von der Hebräischen Universität in Jerusalem mit einer düsteren Prognose für Schlagzeilen: Er geht davon aus, dass unsere Enkel keine Korallenriffe mehr erleben werden. Inzwischen teilen immer mehr Wissenschaftler seine Ansicht, angesichts der vielfältigen Bedrohung dieser einzigartigen Lebensräume durch Wasserverschmutzung, Erosion, Fischernetze, die globale Temperaturerhöhung – und die Versauerung der Ozeane.
Chris Langdon von der Universität von Miami.
" Leider denken wir, dass das sehr wahrscheinlich ist. Allein in der Karibik hat es in den vergangenen Jahren an vielen Stellen einen 80-prozentigen Rückgang der Riffe gegeben. Es gibt hier also einen sehr starken und offensichtlichen Trend. "
Mitten in der Wüste im US-Bundestaat Arizona steht ein gewaltiger Gebäudekomplex aus Glas: Spitze Pyramiden und Türme im Raumschiff-Look, verteilt auf 1,3 Hektar. "Biosphere 2" heißt das Ensemble, das sich der Milliardär Edward Bass Anfang der 90er Jahre 200 Millionen Dollar hatte kosten lassen. Er stattete den futuristischen Glaspalast mit eigenständigem Mini-Ökosystem aus: mit einem kleinen Regenwald, einem Wüstengebiet und einem Ozean. Letzerer enthielt 3,5 Millionen Liter Salzwasser und ein eigenes Korallenriff. Acht Menschen sollten in der "Biosphäre 2" leben und beweisen, dass es möglich ist, sich in so einem großen Treibhaus völlig autark zu ernähren. Die Versuchsteilnehmer verstanden sich als Pioniere für zukünftige Weltraumkolonien auf dem Mars und anderswo. Doch das Experiment ging schief: Bestimmte Bakterien im Boden verbrauchten zu viel Sauerstoff, was zur Folge hatte, dass viele Pflanzen und Tiere starben.
" Die CO2-Konzentration stieg dramatisch an, der Sauerstoff war so knapp wie auf dem Mount Everest, und die Versuchspersonen litten unter Kopfschmerzen und Sauerstoffmangel. "
Letztlich aber brachte das gescheiterte "Biosphere 2"-Vorhaben ein positives Ergebnis: Es wurde deutlich, dass der Mensch komplexe Ökosysteme nur ungenügend versteht und kaum beherrschen kann.
Nach Ende des Großversuchs erhielten Wissenschaftler von der Columbia Universität in New York die Gelegenheit, den Gebäudekomplex für kleinere wissenschaftliche Projekte zu nutzen. Der Chemiker Chris Langdon machte es sich zur Aufgabe, den Mini-Ozean genauer unter die Lupe zu nehmen.
" Bevor wir die "Biosphäre 2” übernahmen, hatte sich niemand um den chemischen Zustand des Wassers in dem Ozean gekümmert. Ich stellte gleich als erstes fest, dass der pH-Wert deutlich gefallen war. Alle Lebewesen im Wasser hatten aufgehört zu wachsen. Ich gab einige Chemikalien ins Wasser, um wieder etwas natürlichere Bedingungen herzustellen. Und mit einem Mal kam es zu einer neuen Explosion des Lebens im Ozean. "
Die Korallen in der "Biosphäre 2" hatten sich offensichtlich erholt. Chris Langdon und seine Kollegen begannen, das Verhalten ihres Versuchs-Ökosystems unter extremen Bedingungen über mehrere Monate hinweg zu testen. Dazu schickten sie es quasi auf Zeitreise: Zunächst gaben sie Bedingungen der letzten Eiszeit vor, als die CO2-Konzentration im Wasser noch halb so hoch war wie heute. Dann testeten sie noch einmal die heutigen Bedingungen und anschließend simulierten sie eine zukünftige Situation, in der doppelt so viel CO2 im Wasser enthalten war. Ergebnis: Je mehr CO2 sich im Wasser befindet, desto stärker geht das Korallenwachstum zurück. Ein Zusammenhang, den die meisten Fachleute so nicht erwartet hatten.
" Die Leute haben geglaubt, dass gar nichts passiert, solange das Wasser für Kalziumkarbonat übersättigt ist, d.h. solange die chemischen Bedingungen für die Bildung von Kalk günstiger sind als für die Auflösung von Kalk. Tatsächlich aber gibt es hier einen linearen Zusammenhang: Je geringer die Sättigung, desto weniger können die Organismen wachsen. "
Die Korallenriffe sind also nicht erst dann bedroht, wenn das Wasser so sauer ist, dass sich ihre Kalkskelette auflösen. Vielmehr wird ihr Wachstum bereits deutlich früher gehemmt.
Es ist eine ungewöhnliche Weltkarte, die Reiner Schlitzer in seinem Büro am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven aufgehängt hat. Die Kontinente sind hier als einfarbige, graue Flächen dargestellt, die Meer hingegen sind farblich fein abgestuft, in vielen verschiedenen Blautönen. Eine bathymetrische Karte, die den Tiefenverlauf der Ozeanbecken nachzeichnet. Reiner Schlitzer hat sich in den vergangenen Jahren ein sehr genaues Bild darüber verschafft, welchen Weg das CO2 aus der Atmosphäre in die Ozeane nimmt, wie es sich dort verteilt und wo es wieder zurück in die Atmosphäre gelangt:
" Zum Beispiel im tropischen Pazifik, wo man ein Ausgasen des CO2s aus dem Ozean in die Atmosphäre hat, was vielleicht wenige Leute wissen. Das ist nach wie vor heute so. Das liegt daran, dass aus den Tiefen des Ozeans Wasser an die Oberfläche gebracht wird, das viel CO2 enthält, da gast das in die Atmosphäre aus. "
An den meisten anderen Orten aber schluckt der Ozean Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Südlich von Grönland zum Beispiel, aber auch um den Südpol herum nimmt das kalte Oberflächenwasser besonders viel CO2 auf und stürzt mit ihm in die Tiefe – bis auf den Meeresgrund. Es dauert viele Jahrhunderte, bis dieses Wasser wieder an die Oberfläche gelangt.
" Auf den Effekt bauen wir. Der Ozean hat nach geltenden Schätzungen 40 Prozent des CO2s, das die Menschheit in die Atmosphäre emittiert schon aufgenommen. (...) Wenn es den Ozean nicht gäbe, dann wären die atmosphärischen Konzentrationen noch viel höher. "
Der Ozean hat uns also bislang vor einem dramatischen Anstieg der Temperatur in der Atmosphäre bewahrt. Dafür aber bedroht nun das zunehmende CO2 im Wasser die Meeresbewohner.
Reiner Schlitzer war an der Auswertung der Daten des "World Ocean Circulation Experiment" beteiligt, jenem globalen Projekt, bei dem die Meeresforscher umfassende Daten über die CO2-Verteilung in den Weltmeeren sammelten. Allerdings war er nicht auf einem der Forschungsschiffe unterwegs. Das Spezialgebiet der Physikprofessors ist vielmehr die Computersimulation der physikalisch-chemischen Prozesse in den Weltmeeren.
" Wir haben das untersucht mit Rechenmodellen, mit denen man nicht nur versucht, die Vergangenheit zu rekonstruieren, sondern auch in die Zukunft weiter rechnen kann. Unter Annahmen, wie die CO2-Emission in die Atmosphäre weitergehen wird in den nächsten 50 Jahren, - bei diesen Vorwärtsrechnungen kam eben heraus, dass die pH-Absenkung doppelt so schnell oder sehr viel schneller passieren wird, als die meisten Leute dachten. "
Forscher aus aller Welt haben mit den Daten des "World Ocean Circulation Experiment" insgesamt 13 verschiedene Computermodelle entwickelt. Sie simulierten die Dynamik der Ozeanchemie auf sehr unterschiedliche Weise – und kamen doch alle zu dem gleichen Ergebnis: Die Ozeane versauern mit dramatischer Geschwindigkeit. Chris Sabine vom US-amerikanischen Meeresforschungsinstitut NOAA in Seattle betont, dass es sich bei diesem Trend um eine Tatsache handelt, die deutlich sicherer ist als die derzeitigen Klimaprognosen.
" Zwei Dinge stehen außer Frage - ganz unabhängig davon, ob Sie daran glauben, dass es einen kausalen Zusammenhang gibt zwischen dem CO2 in der Erdatmosphäre und der globalen Erwärmung: Zum einen steht die Tatsache außer Frage, dass wir Menschen die Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre erhöhen. Vor der industriellen Revolution war die Konzentration über einen Zeitraum von mindestens 1000 Jahren gleich geblieben. Nun haben wir sie innerhalb von zwei Jahrhunderten verdoppelt. - Und als zweites steht fest: Das CO2 geht ins Meer und verändert die Chemie der Ozeane. Auch das ist eine Tatsache, die außer Frage steht. "
" Wir finden, dass die Untersäuerung vor allem in den Kaltgebieten der Ozeane stattfindet. Das heißt also im Nordpolarmeer. Aber vor allein Dingen auch im Südpolarmeer um die Antarktis herum. In den Gebieten wird schon 2030, was also gar nicht so weit entfernt ist, das Oberflächenwasser untersättigt sein für eine bestimmte Kalksorte. "
Bereits jetzt erfahren die Tiere, die in kalten Gewässern leben, eine dramatische Veränderung ihres Lebensraums. Besonders betroffen sind winzige kalkbildende Lebewesen im Norden und im Süden der Erdkugel: Planktonorganismen, Seegurken und Flügelschnecken. Sie sind eine wichtige Nahrung für viele kleine Krebse und Fische und bilden somit den Anfang einer Nahrungskette, an deren anderem Ende ökonomisch bedeutende Arten wie Lachs, Kabeljau oder Makrele stehen.
Unmittelbar von der Ozean-Versauerung betroffen sind auch die Kaltwasserkorallenriffe, einzigartige Lebensräume, die sich in großer Tiefe entfalten, wo aufgrund des hohen Drucks und der niedrigen Temperatur das Meer ohnehin relativ sauer ist. Die Skelette dieser Korallen werden sich bald einfach auflösen.
Die Warmwassergebiete und mit ihnen die tropischen Korallenriffe werden erst einige Jahrzehnte später in Mitleidenschaft gezogen werden, prognostizieren die Wissenschaftler. Insgesamt hat die Versauerung das Potenzial, weltweit Massensterben in den Ozeanen auszulösen.
" Wir sind hier in einem Raum, in dem wir eine CO2-Inkubationsanlage für Meerestiere aufgebaut haben. Und hier führen wir Langzeituntersuchungen durch, z.B. an Fischen, wo wir bei verschiedenen CO2-Konzentrationen das Wachstum der Tiere verfolgen. "
Hans Otto Pörtner und seine Mitarbeiter am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven arbeiten mit einer Anlage, die ein wenig aussieht wie eine überdimensionierte Kühltruhe. Darin hängen einige blaue, mit Wasser gefüllte Schüsseln, in denen lebende, tellergroße Flundern aus der Nordsee liegen. Die Schüsseln werden über Schläuche mit Kohlendioxid versorgt. Eine Steuerungselektronik wacht darüber, dass in jeder Schüssel stets der vorgesehene Säuregrad herrscht.
Bislang haben die Forscher keine deutliche Veränderung beim Wachstum der Tiere feststellen können. Im Gegensatz zu den kleinen kalkbildenden Schnecken scheint die CO2-Erhöhung den Fischen nicht allzu viel auszumachen.
" Das passt eigentlich in den Gesamtkontext, dass wir die Hypothese haben, dass Fische auf diese Störungen im CO2 in der Physikochemie des Ozeans weniger empfindlich reagieren als die Wirbellosen. "
Experimente dieser Art stehen noch ganz am Anfang. Viele ökologische Fragen sind noch völlig offen: Wie die einzelnen Arten in ihren verschiedenen Lebensräumen auf das saure Wasser reagieren werden. Welche Ökosysteme sich als besonders empfindlich erweisen werden, welche als robust. Welche Tiere und Pflanzen sich anpassen und weiter ausbreiten können und welche für immer verschwinden.
Bislang hatten die Biologen sich eher für Fragestellungen aus dem Bereich der Grundlagenforschung interessiert, etwa wie die Organismen auf veränderte pH-Werte im Blut reagieren. Um diese Zusammenhänge erforschen zu können, hatten sie den Tieren extrem hohe CO2-Konzentrationen ins Wasser gegeben.
Auch haben sie bereits einiges über Lebewesen in Erfahrung gebracht, denen es nichts ausmacht, wenn die CO2-Konzentration stark schwankt. Im Wattenmeer zum Beispiel leben viele Kleintiere, die gut damit fertig werden, dass mit Ebbe und Flut Sauerstoff- und CO2-Gehalt im Wasser hin und her pendeln. Aber ob diese robusten Tiere auch langfristig mit einem veränderten Säuregrad fertig werden, weiß bislang niemand.
" Es gibt Untersuchungen von japanischen Kollegen an Meeresschnecken und Seeigeln, die zeigen, dass eine langzeitmoderate Erhöhung von CO2 auf Werte, wie wir sie in 10 oder 20 Jahren haben werden dort eine Störung der Fortpflanzungstätigkeit, eine Abnahme der Kalkbildungsrate und eine reduzierte Lebensdauer mit sich bringt. So dass wir davon ausgehen können, das Kalkbildner gestört sind. Bei diesen Kalkbildnern sind aber dann auch Prozesse betroffen, die wir bei allen Tieren finden, d.h. bei Kalkbildnern und bei Nicht-Kalkbildnern.
Wir haben mit griechischen Kollegen zusammen eine Untersuchung zum Wachstum einer Miesmuschel im Mittelmeer gemacht, und da hat sich gezeigt, dass bei erhöhten CO2-Konzentrationen nicht nur das Schalenwachstum beeinträchtigt ist, sondern auch das Wachstum des Weichkörpers. Und wir finden da Störungen im Säure-Basenhaushalt, wie wir sie auch hier bei den nichtbeschalten Bewohnern des Wattenmeeres finden. Und diese pH-Störungen haben Rückwirkungen auf Prozesse, die im Wachstum wichtig sind, auf die Eiweißsynthese. Sie haben Rückwirkungen auf die neuronale Tätigkeit, auf den Neurotransmitterstoffwechsel im Nervengewebe. Wir sehen hier einen dämpfenden Effekt des CO2. - Aber die Empfindlichkeitsschwellen müssen für die einzelnen Arten erst noch konsequent ermittelt werden. Wir operieren hier in einem Bereich relativ niedriger CO2-Konzentration, die man bisher experimentell zu wenig untersucht hat. "
Ein eindeutiges Forschungsergebnis hat indes Victoria Fabry vorzuweisen. Die Meeresbiologin von der California State University in San Marcos beschäftigt sich seit Jahren mit Flügelschnecken, winzigen Tieren, die frei im Wasser schweben. Auf einer Forschungsreise in den Golf von Alaska hatte sie deutliche Veränderungen an diesen Meeresbewohnern beobachtet:
" Die Schalen der Tiere lösten sich einfach auf. Das war ganz eindeutig, man konnte das mit bloßem Auge erkennen. Gleichzeitig haben wir eine erhöhte CO2-Konzentration im Wasser festgestellt. Und als ich mir die Tiere unter einem Rastertunnelmikroskop anschaute, konnte ich genau sehen, wie sich die Kalkpanzer abschälten und die darunter liegenden Schichten zum Vorschein kamen. Und das, obwohl die Tiere noch lebendig im Wasser umherschwammen. "
Die Kalkschale der Flügelschnecke besteht nicht aus Kalzit, wie bei den Korallen und vielen anderen Tieren, sondern aus Aragonit. Diese chemisch etwas anders zusammengesetzte Kalksorte reagiert empfindlicher auf Säure als Kalzit. Die Flügelschnecke könnte somit die erste Tierart sein, die in Folge der Ozeanversauerung ausstirbt.
Es ist Nacht über der Florida Bay. Das Meer ist ruhig und schwarzblau. An einer Stelle aber ist ein schwaches Leuchten zu sehen: Ein dursichtiges Zelt, mehrere Meter unter der Wasseroberfläche, aufgespannt über einem Korallenriff. Das Wasser innerhalb des Zeltes schimmert hellviolett. Wissenschaftler haben einen Farbstoff hineingegeben, um zu prüfen, ob das Zelt wirklich dicht ist. Auch haben sie Schläuche und Kabel verlegt, die von dem Zelt an die Wasseroberfläche führen. Unter der Plane sind Organismen gefangen, die bereits da waren, bevor die Wissenschaftler kamen: Korallen, Seegras, Fische – eine ganze Lebensgemeinschaft, die nun untersucht werden soll.
" Wir arbeiten jetzt seit sechs Jahren mit diesem System, unser Technikerteam kann das es in wenigen Stunden aufbauen und dann messen wir so lange, bis das Wetter sich verschlechtert. Tagsüber scheint die Sonne durch die durchsichtige Zeltplane, und die Organismen darunter leben genau so als ob sie weiterhin draußen wären. Innerhalb des Zeltes sitzt eine große Pumpe, die Wasser zirkuliert, sowie eine kleine Pumpe, die Wasser an die Meeresoberfläche pumpt, wo wir dann unsere Messungen machen. "
Robert Halley vom US-Geological Survey in St. Petersburg, Florida überwacht mit seinen Kollegen die Atmung, die Fotosynthese und die Kalkbildung der Organismen unter dem Zelt. Auf diese Weise können sie die Entwicklung eines Korallenriffs in regelmäßigen Abständen prüfen und seine Gesundheit überwachen. Darüber hinaus sind sie auch in der Lage, die physikalisch-chemischen Bedingungen unter dem Zelt zu verändern. Den Salzgehalt zum Beispiel, die Nährstoffmenge – und natürlich auch den Säuregrad.
" Das ganze System muss 24 Stunden am Tag überwacht werden. Wenn wir das von einem Boot aus machen können, ist das sehr bequem. Aber mit Booten kommt man nicht überallhin. Wir haben auch schon eine ganze Woche auf einer zwei mal zwei Meter großen Mess-Plattform verbracht. Das kann dann schon anstrengend werden. "
Experimente mit Unterwasserzelten wird es in Zukunft häufiger geben. Während Meeresbiologen bislang meist einzelne Organismen und ihre Funktion untersucht haben, wird es nun immer wichtiger auch ganze Lebensräume vor Ort zu studieren, um herauszufinden wie sie auf die Versauerung der Ozeane reagieren.
Robert Halley und Kollegen ist es mit ihren Unterwasserzeltexperimenten inzwischen sogar gelungen eine Brücke zu schlagen zu den Experimenten in der künstlichen Umgebung des Mini-Ozeans in der "Biosphäre 2".
" In den heutigen Ozeanen dominiert derzeit noch die Kalkbildung – bis irgendwann, die Schwelle erreicht ist, ab der mehr Kalk im Wasser gelöst wird. In den kalten Gewässern werden wir die voraussichtlich innerhalb der nächsten 30 Jahre erreichen. Interessant ist nun aber auch: Diese Schwelle haben wir auf drei Wegen ermittelt: Mit theoretischen Rechnungen, mit den Experimenten in der künstlichen "Biosphäre 2"-Umgebung und mit unseren Zelt-Versuchen vor Ort auf dem Korallenriff. Und es stellt sich heraus, dass die Ergebnisse dieser drei sehr unterschiedlichen Projekte recht nahe beieinander liegen. "
Ein Ergebnis mit wegweisendem Charakter: Für die Meeresbiologen wird es in Zukunft verstärkt darauf ankommen, verschiedene Ansätze miteinander zu verknüpfen – theoretische Simulationen auf dem Computer, experimentelle Simulationen im Labor und umfassende Messungen vor Ort. Nur so wird es möglich, die Entwicklung der Ökosysteme in den sauren Ozeanen besser zu verstehen. –
Für die Gesellschaft hingegen steht das wichtigste Ergebnis jetzt schon fest.
" Die Rate, mit der wir CO2 in die Atmosphäre blasen, hat einen großen Einfluss darauf, wie sich die Dinge entwickeln. Wenn es uns zumindest gelänge, das Tempo ein wenig drosseln, hätten die Ökosysteme mehr Zeit, zu reagieren und sich an die Versauerung des Wasser anzupassen. Je schneller wir also handeln, desto besser. Das ist etwa so wie mit Zinsen bei der Bank: Wenn wir jetzt etwas tun, verbessern wir die Situation in 10, 20 oder 50 Jahren ganz entscheidend. "