Auch die Weltmeere sind ständige CO2-Abnehmer. Rund die Hälfte des seit der industriellen Revolution freigesetzten Kohlendioxids nahmen die Ozeane auf. Dies hat günstige Folgen für uns: Die Meere verlangsamen die globale Erwärmung. Doch diese Pufferleistung bezahlt die Natur teuer. Das im Meerwasser gelöste CO2 reagiert zu Kohlensäure, was den Säuregrad erhöht.

Wie groß diese Verschiebung ist, kann man an der pH-Skala ablesen. An ihr lässt sich die Konzentration der Wasserstoffionen im Wasser feststellen, also der Säureteilchen. Und dieser Wert hat sich in den vergangenen eineinhalb Jahrhunderten um 0,1 bis 0,15 pH-Einheiten verschoben. Dies bedeutet: Ein deutliches Plus an Ionen hat den pH-Wert gesenkt – das Wasser ist saurer geworden. Eine Verschiebung des pH-Werts von gut 8,2 auf knapp 8,1 mag sich im ersten Augenblick unspektakulär anhören. Da es sich allerdings um eine logarithmische Skala handelt, ist der Unterschied immens. Die Säuremenge im Meerwasser hat bis heute (in 150 Jahren) um 30 Prozent zugenommen.

Das wiederum bedeutet, dass wir beim Emittieren von Treibhausgasen ein epochales Tempo angeschlagen haben. Betrachten wir die vergangenen Jahrmillionen, dann ist die Rate, mit der wir die Ozeane heute mit CO2 versauern, zehnmal so hoch wie in anderen Epochen mit einem erhöhten CO2-Anteil in der Atmosphäre.

Was aber hat die engelsgleiche Flügelschnecke damit zu tun, die sich mit sanften Schlägen gemächlich durch das kalte Wasser bewegt, auf der Suche nach ihrer Leibspeise, den Algen? Was empfahl dieses anmutige Wesen für die Rolle, die der Geomar-Forscher Riebesell zu vergeben hatte: Symbol zu sein für die abstrakteste Form der Ozeanzerstörung?

Ganz einfach: Die Flügelschnecke lebt vom Kalk, der im Wasser gelöst ist. Säure und Kalk aber vertragen sich nicht. Die Säure löst Kalk, sie macht so jenen Lebewesen zu schaffen, die in ihren Körpern Kalk einlagern – Algen, Korallen und Weichtieren wie der Flügelschnecke.

Das Problem beginnt damit, dass im sauren Meerwasser mehr Wasserstoffionen unterwegs sind. Diese lösen eine Kette von Reaktionen aus, an deren Ende für die Flügelschnecke weniger Karbonationen übrig bleiben. Gerade diese sind jedoch die Grundsubstanz für die Bildung von Kalk – dem täglich Brot von Flügelschnecke und Co. Jedem Tier, das eine Kalkschale oder ein Kalkskelett aufbauen will, mangelt es mit zunehmender Versauerung an Nachschub. Funde zeigen, dass das Problem nicht mehr nur theoretisch existiert. Im Südpolarmeer stießen Wissenschaftler auf Plankton, dessen Schalen 35 Prozent leichter waren als die von Vergleichsfunden in Sedimentkernen aus der Zeit vor der Industrialisierung. Die Kleinsten, ganz unten in der Nahrungskette, scheinen als Erste betroffen zu sein.

Sollten die weltweiten CO2-Emissionen unverändert steigen, rechnen die Kieler Wissenschaftler damit, dass der pH-Wert der Meere bis zum Ende dieses Jahrhunderts um weitere 0,4 Einheiten sinkt. Damit wäre er niedriger als je zuvor in den vergangenen 20 Millionen Jahren.

Die Folgen lassen sich dort erforschen, wo schon heute die Säurewerte ein hohes Niveau erreichen. Ein solches Fenster in die Zukunft tut sich vor Neapel auf. Der vulkanische Untergrund entlässt an manchen Stellen Kohlendioxid, das den pH-Wert des Wassers um einige Zehntelgrad gesenkt hat. An diesen (natürlich entstandenen) Stellen ist die Artenvielfalt erheblich kleiner. Zu einem ähnlichen Befund kamen vor einem Jahr Wissenschaftler des Bremer Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie. Sie untersuchten drei natürliche Kohlendioxidquellen vor Papua-Neuguinea. »Nicht nur die Korallen litten unter dem gestiegenen Kohlendioxidgehalt, auch andere Kalkbildner wie Foraminiferen und bestimmte Algen gingen deutlich zurück«, stellte der Meeresbiologe Martin Glas fest. Zu den wenigen Gewinnern einer Säureschwemme dürfte dagegen das Seegras gehören – je tiefer der pH-Wert, desto mehr wuchert das submarine Grünzeug.

Es gibt einen Ort auf der Welt, an dem die Versauerung bereits für Menschen spürbar wird – weil sie wirtschaftlichen Schaden anrichtet. An der Westküste der USA hat die Krustentierindustrie einen massiven Rückgang verzeichnet, weil es zunehmend schwerfiel, die mit Meerwasser versorgten Larven aufzuziehen. Das Phänomen des Wachstumsstopps trat immer dann auf, wenn saures Tiefenwasser aufstieg. Seit Kurzem messen pH-Sensoren ständig die Wasserqualität. Überschreitet diese einen gewissen Säurelevel, wird dem Meer kein Wasser für die Zuchtfarmen mehr entnommen. Erst wenn die Qualität wieder stimmt, versorgen die Pumpen den Nachwuchs von Austern und Schnecken wieder mit frischem Nass.

Am Beispiel ihres Symboltiers Flügelschnecke wollen die Kieler Forscher zeigen, wie global sich Versauerung auswirken könnte. Es geht nämlich nicht nur um eine zierliche Spezies, der ein paar sensible Biologen im Fall ihres Verschwindens nachtrauern würden. Mit dem Angel of the Sea fiele ein Bindeglied in der Nahrungskette weg. Dies hätte Folgen für seine Fressfeinde: Seevögeln und Lachsen fehlte eine wichtige Nahrungsquelle.

Über die grundsätzlichen Folgen eines solchen Ausfalls in der Nahrungskette sind sich die Forscher allerdings uneins. Ian Joint vom Plymouth Marine Laboratory gehört zu den sogenannten Optimisten. Er erforscht die Mikrobiologie der Meere und stellt fest, dass die ökologischen Funktionen erhalten bleiben: Fällt ein Organismus weg, übernehmen andere seine Nische. Die Artenvielfalt wird zwar eine andere – der Ozean aber bleibt produktiv.

Eine Verödung der Meere befürchtet dagegen Jeremy B.C. Jackson, prominentester Vertreter der »Pessimisten«. Der Meeresökologe aus La Jolla glaubt nicht nur, dass in 30 Jahren alle Korallenriffe verschwunden sein werden, sondern er hält allgemein Überfischung, Nährstoffanreicherung und Versauerung für jene drei Faktoren, die dafür sorgen, dass höher entwickelte Lebewesen als Erste wegbrechen. Nach und nach entstünden primitivere Ökosysteme. Diese Entwicklung fasst er unter dem unappetitlichen Begriff the rise of slime zusammen – in seinen Zukunftsszenarien übernehmen unterkomplexe Lebensformen die Macht.

Im Schleim muss die Meeresfauna allerdings nicht zwingend enden. Es gibt auch Hoffnung, dass sich zumindest einige Arten anpassen. Ein Langzeitexperiment der Geomar-Forscher hat ergeben, dass einige Kaltwasserkorallen der Versauerung standhalten. Ausgerechnet die am weitesten verbreitete Art Lophelia pertusa wuchs unverdrossen weiter, trotz abgesenkten pH-Werts im Versuchsbecken. »Diese Steinkorallenart wächst selbst in korrosivem Wasser weiter, sofern man ihr Zeit lässt, sich auf die neuen Lebensbedingungen einzustellen«, sagt Ulf Riebesell.

Wenn es allerdings um sein Symboltier Flügelschnecke geht, ist der Kieler Wissenschaftler, seit Februar Leibniz-Preisträger, weniger optimistisch. Bleibt unser CO2-Ausstoß auf dem heutigen Niveau, dürfte in den Polarregionen der Ozeane die Karbonatuntersättigung in 100 Jahren ein Niveau erreicht haben, das die Gegend für die meisten kalkhaltigen Lebewesen unbewohnbar macht. Es fehlte ihnen schlicht der Stoff zum Wachsen. Die Nahrungskette wäre an der Basis geschädigt, die Flügelschnecke verloren.

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