Die Änderungen im Oberflächenozean seit Beginn der Industrialisierung hat das neue Forschungsvorhaben „Surface Ocean Processes in the ANthropocene – SOPRAN“ im Visier. Meeres- und Atmosphärenforscher wollen klären, welche Wechselwirkungen zwischen der Biologie im Ozean und der Chemie der Atmosphäre existieren. Dies soll helfen, den globalen Klimawandel besser zu verstehen.
Seit dem Beginn der Industrialisierung hat sich die Zusammensetzung der Atmosphäre durch verstärkte Emissionen von Treibhausgasen und zunehmende Luftverschmutzung bedeutend verändert. Auch Einträge von so genannten Aerosolen, mikroskopisch kleine Partikel in der Luft wie zum Beispiel Staub, spielen eine wichtige Rolle im Klimageschehen. Durch einen erhöhten Eintrag von Staubpartikeln steigen die Einträge von Nährstoffen wie Eisen im Oberflächenozean und wirken sich spürbar auf die Produktivität der Meere aus.
Staubeintrag im Meer
„Der tropische Atlantik ist für uns besonders interessant, weil wir hier durch die Nähe zum afrikanischen Kontinent die direkten Auswirkungen des Staubeintrags auf den Ozean beobachten können“, erzählt Professor Douglas Wallace, Koordinator von SOPRAN und Meereschemiker am IFM-GEOMAR, das die Federführung bei dem neuen Projekt übernommen hat. „Mit den ersten Daten aus Zeitserien von den kapverdischen Inseln werden wir erkennen können, ob gewisse Vorhersagen von Klimamodellen aufgrund von Umweltveränderungen tatsächlich im Ozean zu messen sind.“
Die Forschungen im Rahmen von SOPRAN haben nicht nur die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean aufgrund von Aerosolpartikeln im Blick, sondern auch wichtige Prozesse in Zusammenhang mit Spurengasen. Eine Vielzahl von klimarelevanten Gasen wie CO2 und N2O werden vom Ozean aufgenommen oder abgegeben. Aufgrund des globalen Klimawandels beobachten Forscher eine deutlich vermehrte Aufnahme von CO2 im Meerwasser zum Beispiel. Diese Entwicklung führt zu einer zunehmenden Versauerung des Ozeans mit alarmierenden Folgen für die Organismen im Meer. Kalkbildner wie Korallen, aber auch manche mikroskopisch kleinen Planktonarten, die am Anfang der Nahrungskette stehen, haben immer mehr Schwierigkeiten, ihre Skelette zu bilden.
Grenzschicht Ozean-Atmosphäre im Visier
In SOPRAN, das am 01. Februar 2007 starten soll und vom Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF) mit 2,7 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre gefördert wird, werden Meeres- und Atmosphärenchemiker, Biologen, Ozeanographen und Modellierer ihre Fachkräfte bündeln, um ein tieferes Verständnis der komplexen Prozesse zu erlangen. Die geplanten Forschungen orientieren sich an vier übergeordneten Themen: (1) der Einfluss des atmosphärischen Staubeintrags auf den Ozean, (2) die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Meeresökosysteme und mögliche Rückkopplungen auf das Klima, (3) die Produktion und Emission klimarelevanter und luftchemisch-reaktiver Gase im tropischen Ozean und (4) die Austauschprozesse an der Grenzschicht Ozean-Atmosphäre.
Am IFM-GEOMAR werden derzeit experimentelle Großgeräte, so genannte Mesokosmen, mit hohem technischem Aufwand entwickelt, um voraussichtliche Veränderungen in der Zukunft direkt im Meer zu simulieren. Im Rahmen von SOPRAN werden auch Daten von neuen Langzeitmessstationen dazu genutzt, um Simulationen von Schlüsselprozessen im Oberflächenozean zu verifizieren. Im Mittelpunkt von SOPRAN stehen Feldstudien in der Ostsee, im tropischen Atlantik vor der Küste Nordwestafrikas sowie auf den Kapverdischen Inseln. Auf der Insel São Vicente wird auf einer neu errichteten Station eine Datenreihe von luftchemischen und ozeanischen Messungen erhoben.
In einer innovativen Kooperation von SOPRAN Partnerinstituten mit kapverdischen Behörden und anderen europäischen Einrichtungen wurde die Station São Vicente vor kurzem aus der Taufe gehoben. Wissenschaftler wollen die vielfältigen Feldstudien durch Laborexperimente, unter anderem in dem Wind- und Wellentunnel „Aeolotron“ in Heidelberg, ergänzen. Aufbauend auf die vorhandene Infrastruktur und fachliche Kompetenz in Deutschland soll das Projekt dazu beitragen, wissenschaftliche Grundlagen für eine gesellschaftspolitische Bewertung des Wandels im Ozean und seiner Konsequenzen für das Klima zu erarbeiten.
(IFM-GEOMAR, 28.11.2006 – AHE)
