Jeweils zehn Meter lang, zwei Meter breit, mit einer hohen lichtdurchlässigen Haube bedeckt: So sehen die Modellökosysteme aus, die wie große überdimensionierte Reagenzgläser im dunklen Wasser des Raunefjords schwimmen. In jedem dieser "Mesokosmen" schwappen 27 Kubikmeter Meerwasser. Für Planktonorganismen ist das schon eine große Welt, erklärt der Kieler Meeresbiologe Ulf Riebesell vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften – und in diesen Welten hat er Plankton auf eine Zeitreise geschickt:
"Wir haben uns bei dem CO2-Anreicherungsexperiment an den Kohlendioxidwerten orientiert, die der Klimafolgenrat der UN für die Jahre 2100 und 2150 prognostiziert. Vorausgesetzt, dass die Menschheit weiterhin so viel CO2 emittiert wie bisher. Und zwar haben wir diese CO2-Werte, die gegenüber dem heutigen zweimal so viel und dreimal so viel CO2 prognostizieren, in unseren Mesokosmen simuliert."
Mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre bedeutet nicht nur, dass sich die Erde aufheizt. Vielmehr löst sich ein beträchtlicher Teil des CO2 im Meerwasser. Das verringert einerseits den Treibhauseffekt, verändert aber andererseits die Meerwasser-Chemie. Riebesell:
"Im Ozean ist die Meerwasserchemie sehr einfach. Wir können sehr genau vorhersagen, wenn der atmosphärische CO2-Gehalt um den und den Betrag steigt, dann nimmt der Ozean so und soviel mehr CO2 auf. Und wir können daraus auch dann ableiten, wie der Ozean sich verändern wird, das heißt, wie der Ozean allmählich angesäuert wird, je mehr CO2 er aufnimmt."
Der Zukunftsozean ist also sauer, und das hat Konsequenzen für die Ökosysteme Vor einigen Jahren konnte Ulf Riebesell bereits nachweisen, dass es den kalkigen Planktonlebewesen schlecht gehen wird, schließlich können sie dann nur noch unter großen Schwierigkeiten ihre Kalkskelette aufbauen. Diesmal standen andere Planktonorganismen im Zentrum, die nicht direkt vom Kalk für ihren Körperbau abhängen. Riebesell:
"Wir hatten gedacht, dass mit veränderten Bedingungen im Meerwasser, unterschiedliche Arten bevorteilt und andere Arten benachteiligt werden. Das haben wir nicht gefunden. Erstaunlicherweise war in allen Ansätzen, doppelt und dreifach erhöhte CO2-Konzentration, die gleiche Artenzusammensetzung und auch die gleiche Abfolge von Arten im Verlauf der Blüte. Das hat uns sehr überrascht."
Kaum weniger überraschte die Forscher ein anderes Ergebnis ihrer Versuche: Nämlich dass es sowohl den Bakterien, als auch dem pflanzlichen oder tierischen Plankton im Grunde gleichgültig war, wie hoch der Kohlendioxidgehalt anstieg. Keine Art fiel heraus:
"Aber sehr deutlich unterschieden sich die CO2-Bedingungen darin, wie viel Kohlenstoff, wie viel CO2 von den Organismen fixiert wurde, über Photosynthese eingebaut wurde in organische Biomasse. Und da haben wir gesehen, dass unter zweifach CO2-Bedingungen über 25 Prozent mehr Kohlenstoff eingebaut wurde, bei dreifach CO2 sogar fast 40 Prozent mehr Kohlenstoff in die Algenzellen eingebaut wurde."
Das dämpft dann zwar etwas den Treibhauseffekt, aber schaut man sich die höheren Stufen der Nahrungskette an, schwindet jeder Optimismus: Die Krebschen, die von den Algen leben, sind von diesem "Fast-Food" nicht begeistert. Sie wachsen langsamer und haben weniger Nachkommen – und damit haben auch andere weniger zu fressen. Es gab noch einen zweiten Verlierer: die Muschellarven. Sie reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in der Chemie und verschwanden mit steigendem Kohlendioxidgehalt zunehmend. Riebesell:
"Worauf wir uns vorbereiten müssen ist, dass viele Gruppen im Zukunftsozean nicht mehr konkurrenzfähig sein werden, das heißt, möglicherweise aus der Nahrungskette herausbrechen und dann werden Lücken entstehen. Die Frage ist dann, die ökologischen Nischen, die sich dann auftun, wenn einige Arten einfach aussterben, werden die dann gefüllt mit anderen Organismen oder werden sie offen bleiben?"
In der Erdgeschichte hat es mehrfach solch saure Ozeane gegeben. Einmal vor 55 Millionen Jahren, entsprachen die Meere durch eine "natürliche" Klimakatastrophe in etwa dem, was wir zu erwarten haben. Riebesell:
"Damals sind eine große Anzahl von Organismen ausgestorben aufgrund dieser Versauerung des Ozeans, insbesondere die kalkbildenden Organismen."
"Wir haben uns bei dem CO2-Anreicherungsexperiment an den Kohlendioxidwerten orientiert, die der Klimafolgenrat der UN für die Jahre 2100 und 2150 prognostiziert. Vorausgesetzt, dass die Menschheit weiterhin so viel CO2 emittiert wie bisher. Und zwar haben wir diese CO2-Werte, die gegenüber dem heutigen zweimal so viel und dreimal so viel CO2 prognostizieren, in unseren Mesokosmen simuliert."
Mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre bedeutet nicht nur, dass sich die Erde aufheizt. Vielmehr löst sich ein beträchtlicher Teil des CO2 im Meerwasser. Das verringert einerseits den Treibhauseffekt, verändert aber andererseits die Meerwasser-Chemie. Riebesell:
"Im Ozean ist die Meerwasserchemie sehr einfach. Wir können sehr genau vorhersagen, wenn der atmosphärische CO2-Gehalt um den und den Betrag steigt, dann nimmt der Ozean so und soviel mehr CO2 auf. Und wir können daraus auch dann ableiten, wie der Ozean sich verändern wird, das heißt, wie der Ozean allmählich angesäuert wird, je mehr CO2 er aufnimmt."
Der Zukunftsozean ist also sauer, und das hat Konsequenzen für die Ökosysteme Vor einigen Jahren konnte Ulf Riebesell bereits nachweisen, dass es den kalkigen Planktonlebewesen schlecht gehen wird, schließlich können sie dann nur noch unter großen Schwierigkeiten ihre Kalkskelette aufbauen. Diesmal standen andere Planktonorganismen im Zentrum, die nicht direkt vom Kalk für ihren Körperbau abhängen. Riebesell:
"Wir hatten gedacht, dass mit veränderten Bedingungen im Meerwasser, unterschiedliche Arten bevorteilt und andere Arten benachteiligt werden. Das haben wir nicht gefunden. Erstaunlicherweise war in allen Ansätzen, doppelt und dreifach erhöhte CO2-Konzentration, die gleiche Artenzusammensetzung und auch die gleiche Abfolge von Arten im Verlauf der Blüte. Das hat uns sehr überrascht."
Kaum weniger überraschte die Forscher ein anderes Ergebnis ihrer Versuche: Nämlich dass es sowohl den Bakterien, als auch dem pflanzlichen oder tierischen Plankton im Grunde gleichgültig war, wie hoch der Kohlendioxidgehalt anstieg. Keine Art fiel heraus:
"Aber sehr deutlich unterschieden sich die CO2-Bedingungen darin, wie viel Kohlenstoff, wie viel CO2 von den Organismen fixiert wurde, über Photosynthese eingebaut wurde in organische Biomasse. Und da haben wir gesehen, dass unter zweifach CO2-Bedingungen über 25 Prozent mehr Kohlenstoff eingebaut wurde, bei dreifach CO2 sogar fast 40 Prozent mehr Kohlenstoff in die Algenzellen eingebaut wurde."
Das dämpft dann zwar etwas den Treibhauseffekt, aber schaut man sich die höheren Stufen der Nahrungskette an, schwindet jeder Optimismus: Die Krebschen, die von den Algen leben, sind von diesem "Fast-Food" nicht begeistert. Sie wachsen langsamer und haben weniger Nachkommen – und damit haben auch andere weniger zu fressen. Es gab noch einen zweiten Verlierer: die Muschellarven. Sie reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in der Chemie und verschwanden mit steigendem Kohlendioxidgehalt zunehmend. Riebesell:
"Worauf wir uns vorbereiten müssen ist, dass viele Gruppen im Zukunftsozean nicht mehr konkurrenzfähig sein werden, das heißt, möglicherweise aus der Nahrungskette herausbrechen und dann werden Lücken entstehen. Die Frage ist dann, die ökologischen Nischen, die sich dann auftun, wenn einige Arten einfach aussterben, werden die dann gefüllt mit anderen Organismen oder werden sie offen bleiben?"
In der Erdgeschichte hat es mehrfach solch saure Ozeane gegeben. Einmal vor 55 Millionen Jahren, entsprachen die Meere durch eine "natürliche" Klimakatastrophe in etwa dem, was wir zu erwarten haben. Riebesell:
"Damals sind eine große Anzahl von Organismen ausgestorben aufgrund dieser Versauerung des Ozeans, insbesondere die kalkbildenden Organismen."