Marine Ökosysteme: Unterschied zwischen den Versionen

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== Ozean und Kohlenstoffdioxid ==
 
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Im Meereswasser wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre gelöst. Das im Ozean gelöste CO<sub>2</sub> liegt in drei verschiedenen Formen vor: als gelöstes Kohlendioxid-Gas (CO<sub>2</sub>), als Hydrogenkarbonat (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>) und als Karbonat (CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>), zusammengefasst als DIC (dissolved inorganic carbon = gelöster anorganischer Kohlenstoff) bezeichnet. Durch physikalische und biologische Prozesse werden die Kohlenstoffverbindungen im Meereswasser verfrachtet.
 
Im Meereswasser wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre gelöst. Das im Ozean gelöste CO<sub>2</sub> liegt in drei verschiedenen Formen vor: als gelöstes Kohlendioxid-Gas (CO<sub>2</sub>), als Hydrogenkarbonat (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>) und als Karbonat (CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>), zusammengefasst als DIC (dissolved inorganic carbon = gelöster anorganischer Kohlenstoff) bezeichnet. Durch physikalische und biologische Prozesse werden die Kohlenstoffverbindungen im Meereswasser verfrachtet.
 
  
 
=== physikalische Kohlenstoff-Pumpe ===
 
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Meeresströmungen transportieren gelöstes Kohlendioxid z.B. in tiefere Schichten des Ozeans, besonders in den Regionen einer starken Tiefenwasserbildung, wo das Kohlendioxid dem Austausch mit der Atmosphäre über mehrere Jahrhunderte entzogen ist.
 
Meeresströmungen transportieren gelöstes Kohlendioxid z.B. in tiefere Schichten des Ozeans, besonders in den Regionen einer starken Tiefenwasserbildung, wo das Kohlendioxid dem Austausch mit der Atmosphäre über mehrere Jahrhunderte entzogen ist.
 
  
 
=== biologische Kohlenstoff-Pumpe ===
 
=== biologische Kohlenstoff-Pumpe ===
  
 
Die Meerespflanzen (das Phytoplankton) nehmen Kohlendioxid durch Photosynthese aus dem Oberflächenwasser auf und geben es durch Veratmung wieder ab; ein Teil wird vom Zooplankton aufgenommen. Absterbende organische Partikel des Phyto- und Zooplanktons (partikularer organischer Kohlenstoff = particular organic carbon = POC) sinken in tiefere Schichten ab, wo der Kohlenstoff als organischer gelöster Kohlenstoff (DOC) im Meerwasser gelöst wird. Ein Teil der absterbenden Teilchen und des gelösten organischen Kohlenstoffs gelangt bis auf den Meeresboden und wird damit für sehr lange Zeiträume ganz dem Oberflächenwasser und damit dem Austausch mit der Atmosphäre entzogen.
 
Die Meerespflanzen (das Phytoplankton) nehmen Kohlendioxid durch Photosynthese aus dem Oberflächenwasser auf und geben es durch Veratmung wieder ab; ein Teil wird vom Zooplankton aufgenommen. Absterbende organische Partikel des Phyto- und Zooplanktons (partikularer organischer Kohlenstoff = particular organic carbon = POC) sinken in tiefere Schichten ab, wo der Kohlenstoff als organischer gelöster Kohlenstoff (DOC) im Meerwasser gelöst wird. Ein Teil der absterbenden Teilchen und des gelösten organischen Kohlenstoffs gelangt bis auf den Meeresboden und wird damit für sehr lange Zeiträume ganz dem Oberflächenwasser und damit dem Austausch mit der Atmosphäre entzogen.
 
  
 
=== Einfluss der CO<sub>2</sub>-Emissionen ===
 
=== Einfluss der CO<sub>2</sub>-Emissionen ===
  
 
Der Ozean hat in den Jahren 1980-1989 ca. 30% der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen aufgenommen und damit erheblich zur Abmilderung des vom Menschen verursachten Treibhaueffekts beigetragen. Der im 21. Jahrhundert erwartete klimatische Wandel beeinflusst auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean. Schon die zunehmende Aufnahme von Kohlendioxid selber vermindert die Möglichkeit des Oberflächenwassers weiteres Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufzunehmen, da die Carbonat-Ionen durch die Reaktion mit Kohlendioxid zu Hydrogenkarbonat verbraucht werden, wodurch ein zunehmender Anteil des aufgenommenen Kohlendioxids in seiner gelösten Form im Wasser verbleibt. Der Effekt ist relativ groß: Bei einer weiteren Steigerung der atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Konzentration um 100 ppm verringert sich die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean um 40% gegenüber der ersten 100 ppm-Steigerung seit Beginn der Industrialisierung.<ref>vgl. IPCC (2001): Climate Change 2001: The Sientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 3.3</ref>  
 
Der Ozean hat in den Jahren 1980-1989 ca. 30% der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen aufgenommen und damit erheblich zur Abmilderung des vom Menschen verursachten Treibhaueffekts beigetragen. Der im 21. Jahrhundert erwartete klimatische Wandel beeinflusst auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean. Schon die zunehmende Aufnahme von Kohlendioxid selber vermindert die Möglichkeit des Oberflächenwassers weiteres Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufzunehmen, da die Carbonat-Ionen durch die Reaktion mit Kohlendioxid zu Hydrogenkarbonat verbraucht werden, wodurch ein zunehmender Anteil des aufgenommenen Kohlendioxids in seiner gelösten Form im Wasser verbleibt. Der Effekt ist relativ groß: Bei einer weiteren Steigerung der atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Konzentration um 100 ppm verringert sich die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean um 40% gegenüber der ersten 100 ppm-Steigerung seit Beginn der Industrialisierung.<ref>vgl. IPCC (2001): Climate Change 2001: The Sientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 3.3</ref>  
 
  
 
=== Einfluss der Klimaerwärmung ===
 
=== Einfluss der Klimaerwärmung ===

Version vom 26. April 2008, 12:30 Uhr

1 Ozean und Kohlenstoffdioxid

Im Meereswasser wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre gelöst. Das im Ozean gelöste CO2 liegt in drei verschiedenen Formen vor: als gelöstes Kohlendioxid-Gas (CO2), als Hydrogenkarbonat (HCO3-) und als Karbonat (CO32-), zusammengefasst als DIC (dissolved inorganic carbon = gelöster anorganischer Kohlenstoff) bezeichnet. Durch physikalische und biologische Prozesse werden die Kohlenstoffverbindungen im Meereswasser verfrachtet.

1.1 physikalische Kohlenstoff-Pumpe

Der ozeanische Kohlenstoffkreislauf

Meeresströmungen transportieren gelöstes Kohlendioxid z.B. in tiefere Schichten des Ozeans, besonders in den Regionen einer starken Tiefenwasserbildung, wo das Kohlendioxid dem Austausch mit der Atmosphäre über mehrere Jahrhunderte entzogen ist.

1.2 biologische Kohlenstoff-Pumpe

Die Meerespflanzen (das Phytoplankton) nehmen Kohlendioxid durch Photosynthese aus dem Oberflächenwasser auf und geben es durch Veratmung wieder ab; ein Teil wird vom Zooplankton aufgenommen. Absterbende organische Partikel des Phyto- und Zooplanktons (partikularer organischer Kohlenstoff = particular organic carbon = POC) sinken in tiefere Schichten ab, wo der Kohlenstoff als organischer gelöster Kohlenstoff (DOC) im Meerwasser gelöst wird. Ein Teil der absterbenden Teilchen und des gelösten organischen Kohlenstoffs gelangt bis auf den Meeresboden und wird damit für sehr lange Zeiträume ganz dem Oberflächenwasser und damit dem Austausch mit der Atmosphäre entzogen.

1.3 Einfluss der CO2-Emissionen

Der Ozean hat in den Jahren 1980-1989 ca. 30% der anthropogenen CO2-Emissionen aufgenommen und damit erheblich zur Abmilderung des vom Menschen verursachten Treibhaueffekts beigetragen. Der im 21. Jahrhundert erwartete klimatische Wandel beeinflusst auch die CO2-Aufnahme durch den Ozean. Schon die zunehmende Aufnahme von Kohlendioxid selber vermindert die Möglichkeit des Oberflächenwassers weiteres Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufzunehmen, da die Carbonat-Ionen durch die Reaktion mit Kohlendioxid zu Hydrogenkarbonat verbraucht werden, wodurch ein zunehmender Anteil des aufgenommenen Kohlendioxids in seiner gelösten Form im Wasser verbleibt. Der Effekt ist relativ groß: Bei einer weiteren Steigerung der atmosphärischen CO2-Konzentration um 100 ppm verringert sich die CO2-Aufnahme durch den Ozean um 40% gegenüber der ersten 100 ppm-Steigerung seit Beginn der Industrialisierung.[1]

1.4 Einfluss der Klimaerwärmung

Hinzu kommt, dass die Lösungsfähigkeit des Oberflächenwassers durch Erwärmung verringert wird, da der CO2-Partialdruck durch Erwärmung ansteigt und die Ausgasung von Kohlendioxid zunimmt. Eine Erwärmung der oberen Schichten des Ozeans verringert außerdem durch die Bildung von leichterem Oberflächenwasser tendenziell die Tiefenwasserproduktion, wodurch weniger Kohlenstoff aus den oberen in die unteren Schichten des Ozeans verfrachtet werden. Weniger klar sind die Auswirkungen höherer Temperaturen auf die biologisch gesteuerten Prozesse. Hier spielen vor allem die Nutzung und der Gehalt an Nährstoffen eine entscheidende Rolle.


2 Einzelnachweise

  1. vgl. IPCC (2001): Climate Change 2001: The Sientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge and New York 2001, Box 3.3


3 Siehe auch


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