Kohlenstoffsenke Ozean

Der Ozean bildet ein riesiges Kohlenstoffreservoir, das 70 % der Erdoberfläche bedeckt. Er tauscht mit der Atmosphäre auf natürliche Weise ständig mehrere Milliarden Tonnen Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid (CO2) aus.

Bei diesem natürlichen Prozess wird ein Teil der Treibhausgasemissionen (THG) gespeichert. Der Ozean absorbiert schätzungsweise jedes Jahr fast 30 % dieser vom Menschen verursachten Emissionen. Ohne diese Absorptionskapazität würde sich der gegenwärtige Klimawandel viel schneller vollziehen und wäre stärker ausgeprägt.

Der Ozean speichert und verteilt Kohlendioxid demnach in zwei Hauptprozessen an die Atmosphäre: einem biologischen und einem physikalisch-chemischen.

Abb. 1 Der Ozean nimmt auf natürliche Weise ständig CO2 aus der Luft auf, das sich bei Kontakt mit Wasser auflöst.

Bildnachweis : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response

Bei diesem physikalisch-chemischen Mechanismus, besser bekannt als „Kohlenstoffsenke“ oder „Kohlenstoffpumpe“, wird ein großer Teil des vom Menschen verursachten Kohlendioxids in den Ozeanen absorbiert und gespeichert.

Die Besonderheit von CO2 ist, dass es sich in kaltem Wasser besser löst. Dank dieses Prinzips wird das atmosphärische CO2 in den eisigen Gewässern der Erdpole leichter, schneller und damit in größeren Mengen aufgelöst.

Je kälter das Wasser ist, desto größer ist demnach die Menge des aufgenommenen Kohlenstoffs. In diesen hohen Breitengraden transportieren starke Meeresströmungen das gesamte CO2 mit in die Tiefe. Dies ist zum Beispiel im Nordatlantik der Fall, in der Nähe des Packeises, wo sich eine der größten Kohlenstoffsenken der Welt befindet.

Der Kohlenstoff begleitet diesen kalten Strom bis zum Ende seiner Reise.

Ein Teil vermischt sich dann mit dem Rest des Ozeans, während ein kleinerer Teil auf dem Meeresboden zurückbleibt und den sogenannten Kohlenstoffbestand bildet.

Am Anfang des biologischen Mechanismus stehen mikroskopisch kleine, im Wasser schwebende Algen und Cyanobakterien, das sogenannte Phytoplankton (pflanzliches Plankton).

Genau wie grüne Pflanzen außerhalb des Wassers absorbiert Phytoplankton eine beträchtliche Menge an CO2. Mithilfe von Licht speichert es Kohlenstoff und gibt Sauerstoff (O2) ab, um organische Materie zu bilden. Dieser Vorgang wird „Fotosynthese“ genannt. Der von diesen Organismen freigesetzte Sauerstoff (in Form von O2) wird dann zwischen dem Ozean und der Atmosphäre verteilt.

Um sich den Prozess der Fotosynthese bildlich vorzustellen, kann man die Aufnahme von CO2 durch das Phytoplankton mit dem Verzehr einer ganzen Olive vergleichen: Man schluckt dabei nur das Fruchtfleisch, während der Stein nicht aufgenommen wird.

Während der Fotosynthese nimmt das Phytoplankton „CO2“ auf (oder die Olive mit Stein), gibt Sauerstoff ab (in Form von „O2“, oder dem Stein der Olive) und behält nur den Kohlenstoff (das „C“, oder das Fruchtfleisch der Olive). Die abgegebene Sauerstoffmenge verteilt sich dann auf den ihr zur Verfügung stehenden Raum, d. h. in die Ozeane und die Atmosphäre.

Der Ozean ist an der Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre ebenso beteiligt wie die Wälder. Es ist dem Phytoplankton zu verdanken, dass unsere Atmosphäre über konzentrierten Sauerstoff verfügt und dass sich die Welt, wie wir sie heute kennen, entwickeln konnte.

Der Ozean ist also die Hauptlunge des Planeten: Er atmet sozusagen einen Teil des atmosphärischen CO2 ein und atmet den Sauerstoff für unsere Luft zum Atmen aus.

Das pflanzliche Plankton (Phytoplankton) bildet die Basis der aquatischen Nahrungskette. Bei Betrachtung aller Glieder der Nahrungskette sieht man, dass der Kohlenstoff in der gesamten marinen Biodiversität verteilt ist: von mikroskopisch kleinen Organismen bis hin zu großen Arten wie Walen.

Wenn diese Organismen sterben, sinkt ein kleiner Teil des Kohlenstoffs auf den Meeresboden. Diese Ablagerung bildet den sedimentären Kohlenstoffbestand des Meeresbodens.

Abb. 3 Während der Fotosynthese nimmt das Phytoplankton Kohlenstoff auf.