Klima

Meeresschutz ist Klimaschutz.

CO2-Speicherung darf Ausstieg aus fossilen Energien nicht behindern

Ein Plakat, dass CCS kritisiert.

© Matt Hrkac / Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Pressemitteilung, 25.09.2023, Umweltbundesamt

Neues UBA-Papier: CCS-Technik bei Abfallverbrennung erproben – Moore, Wälder und andere natürliche Senken haben Vorrang

Das Umweltbundesamt (UBA) rät in einem neuen Positions-Papier dazu, das Abscheiden und Speichern von CO2 (kurz CCS, für Englisch „Carbon Capture and Storage“) in der Abfallwirtschaft zu erproben. UBA-Präsident Dirk Messner sagte: „Wir brauchen CCS vor allem im globalen Maßstab. CCS ist aber kein Allheilmittel für den Klimaschutz. Wenn wir es nicht schaffen, von den fossilen Energieträgern wegzukommen, wird uns CCS nichts nützen. Wir haben in Deutschland viel zu wenig Speicher, um das Kohlendioxid sicher für Mensch und Klima zu speichern. Nur bei wirklich unvermeidbaren CO2-Emissionen sollten wir CCS nutzen.“ Das UBA schlägt daher vor, die Technik zunächst in Müllverbrennungsanlagen zu testen, in denen aus nicht recycelbarem Abfall Wärme und Strom erzeugt wird, aber auch CO2 anfällt. So könnten erste Erfahrungen mit der Technik gesammelt und Umweltrisiken beurteilt werden.

Für die Abscheidung von CO2 (Carbon Capture) gibt es verschiedene Techniken. Einmal abgeschieden, wird das CO2 unter Druck verflüssigt und unterirdisch eingelagert (Storage). Eine Speicherung ist unter anderem in leeren Gas- oder Erdöllagerstätten, in salzwasserführenden Gesteinsschichten oder im Meeresuntergrund möglich. Sowohl Transport als auch Lagerung müssen dauerhaft sicher und dicht sein, um ein Entweichen des für Mensch und Umwelt in hohen Konzentrationen schädlichen CO2 zu verhindern. Wird CO2 etwa in den Meeresuntergrund verpresst, muss die marine Umwelt vor ⁠Versauerung⁠ geschützt werden. Diesen Nachweis muss die Technik noch erbringen.

Bei allen ungeklärten Fragen hält es das ⁠UBA⁠ für wichtig, die ⁠CCS⁠-Technik CCS-Technik zu erproben. Für einen Testbetrieb schlägt das UBA Müllverbrennungsanlagen vor. Das dort freigesetzte CO2 entsteht am Ende einer langen Wertschöpfungskette und könnte dann abgeschieden und gespeichert werden. Dieses so genannte Waste-CCS (WACCS) hat für die Umwelt zudem den Vorteil, dass für den dort verbrannten Müll kaum zusätzliche fossile Energieträger zum Einsatz kommen und die Abwärme genutzt wird.

Dem Einsatz von CCS-Anlagen in anderen Industriezweigen wie der Zementindustrie oder gar in der Energiewirtschaft steht das UBA kritisch gegenüber. In der Energiewirtschaft würde der Einsatz von CCS fossile Techniken verfestigen und den Ausbau der erneuerbaren Energien behindern. Auch in anderen Branchen würde CCS klimafreundlichere Alternativen erschweren – etwa mehr Holzbau, alternative Bindemittel oder Baustoffe. Um keine negativen Effekte bei der Transformation der Energiewirtschaft, der Industrie und der Bauwirtschaft hervorzurufen, sollte die Technik dort nicht priorisiert werden.

Die EU hat sich verpflichtet, bis zum Jahr 2050 treibhausgasneutral zu werden. Deutschland will das Ziel schon 2045 erreichen. Da jedoch selbst bei ambitionierter Klimapolitik unvermeidbare fossile Restemissionen von 40 bis 60 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr bleiben, sind natürliche CO2-Speicher wie Wälder, Moore, aber auch die verstärkte Holznutzung als Baustoff wichtig, um diese Emissionen aufzunehmen. „Der Ausbau und der Schutz von Mooren, Wäldern und anderen natürlichen Senken sollte unsere erste Priorität sein. CCS und andere technische Senken könnten die natürlichen Senken dann ergänzen“, so Messner. Für CCS bei der Abfallverbrennung hält das UBA eine Kompensation von bis zu 20 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr für möglich.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim UBA.

Hier findet ihr das UBA-Positionspapier „Carbon Capture and Storage (CCS)“.

Dass es sich bei CCS und den damit verbundenen Technologien um ein zu Recht umstrittenes Thema handelt, macht auch diese Pressemitteilung vom UBA deutlich. In unserem Gastbeitrag von Nico Czaja wird die Problematik noch einmal besonders ausführlich aufgeschlüsselt.

Rechtsstreit um LNG-Vorhaben vor Rügen: Natur steht als Verlierer da

Kormorane fliegen über den Greifswalder Bodden

© Archiv Frank Liebig / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0 DE)

Pressemitteilung, 19.09.2023, NABU

Bundesverwaltungsgericht lehnt Eilantrag ab/ Beschleunigungsgesetzgebung führt zu bitterer Entscheidung für Greifswalder Bodden

Berlin/Schwerin – Enttäuscht hat der NABU die ablehnende Entscheidung des Bundesverwaltungsgerichts Leipzig im Eilverfahren zur LNG-Pipeline vor Lubmin im Greifswalder Bodden zur Kenntnis genommen. Diese ist am gestrigen Abend zugestellt worden. Der NABU-Landesverband Mecklenburg-Vorpommern hatte unter anderem einen Baustopp beantragt, um insbesondere Baggerarbeiten an gesetzlich geschützten Riffen zu verhindern. „Die Argumentation des Gerichts ist für uns an vielen Stellen nicht nachvollziehbar“, so NABU-Landesgeschäftsführerin Dr. Rica Münchberger. „Zumal die Entscheidung bereits vor Ablauf unserer Begründungsfrist ergangen ist und wir bislang keine Einsicht in verfahrensrelevante Akten nehmen konnten. Unter diesen Bedingungen und mit den sehr kurzen Fristen, wird es für Umweltverbände nahezu unmöglich erfolgreiche Entscheidungen im Eilverfahren zu erstreiten.”

Es werde der gesetzliche Biotopschutz vom Tisch gewischt und der Habitatschutz vernachlässigt. „Das Gericht argumentiert, wir hätten eine erhebliche Beeinträchtigung der Riffe nicht substantiiert dargelegt“, so Dr. Rica Münchberger. „Die Leipziger Richter*innen ignorieren dabei die fehlende Akteneinsicht und stellen die Beweisführungspflicht auf den Kopf: Eigentlich darf eine Behörde ein Vorhaben nämlich nur dann zulassen, wenn sie zuvor Gewissheit darüber erlangt hat, dass dieses sich nicht nachteilig auf das Gebiet auswirkt.”

Diese erforderliche Gewissheit liegt nach der Rechtsprechung aber nur dann vor, wenn aus wissenschaftlicher Sicht kein vernünftiger Zweifel an der Annahme besteht, dass solche Auswirkungen nicht auftreten werden. Nach Überzeugung des NABU sind diese Zweifel aber vorhanden, weil wertvolle Riffe dauerhaft zerstört werden und beispielsweise Laichhabitate und Rückzugsräume inmitten eines Meeresschutzgebietes verloren gehen. Auch die ausführlichen Kapazitätsberechnungen zur Versorgungslage werden in der Entscheidung vollständig ausgeblendet. Die alternative Nutzungsmöglichkeit der vorhandenen Nord-Stream-2-Rohre ebenso.

„Insgesamt führt die Entscheidung zu einer Niederlage für die Natur. Der Beschleunigungsrausch der Bundesregierung wirkt sich in Verfahren wie dem vorliegenden in gravierender Weise auf den Rechtsschutz aus”, stellt Dr. Rica Münchberger fest. Der NABU als größter deutscher Umweltverband sieht sich in der Verantwortung, das Verfahren als Anlass zu nehmen, um sich weiterhin vertieft mit den Auswirkungen der Beschleunigungsgesetzgebung zu befassen und auf daraus resultierende Missstände aufmerksam zu machen.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim NABU.

Bereits mehrfach in diesem Jahr hat der NABU MV gemeinsam mit anderen Umweltverbänden vor den irreparablen Umweltschäden der LNG-Pipeline durch den Greifswalder Bodden sowie weiterer geplanter küstennaher und küstenferner LNG-Standorte bei Rügen gewarnt. Neben den Auswirkungen für Flora und Fauna trägt das Gas außerdem nicht zum Klimaschutz bei – der CO2-Austoß der Schiffe, die LNG verwenden, verringert sich kaum, der Methanausstoß erhöht sich sogar.

Polarstern erreicht Nordpol

Das Forschungsschiff Polarstern umgeben von Eis

© Alfred-Wegener-Institut / Mario Hoppmann (CC-BY 4.0)

Pressemitteilung, 08.09.2023, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Forschungseisbrecher zum siebten Mal am nördlichsten Punkt der Erde

[08. September 2023] Fünf Wochen nach dem Ablegen im norwegischen Tromsø erreicht das Forschungsschiff Polarstern des Alfred-Wegener-Instituts Station den nördlichsten Punkt der Erde. Das internationale Team von Forschenden untersucht auch hier die Kopplung zwischen Meereis, Ozean und seinem Leben bis in die Tiefsee. Bislang lieferte die am 3. August 2023 gestartete Expedition Arcwatch-1 einige überraschende Entdeckungen: So zeichnet sich 2023 durch ungewöhnliche Eisdrift aus, die die Lebensgemeinschaften unter dem Eis beeinflusst. Zudem hat das Team eine erstaunliche Artenvielfalt an einem bislang unkartierten Seeberg in 1500 Meter Wassertiefe unter dem Eis entdeckt.

Am 3. August 2023 ist der Forschungseisbrecher Polarstern im norwegischen Tromsø in See gestochen, um zwei Monate lang im Arktischen Ozean zu forschen. Ziel der aktuellen ArcWatch-1-Expedition ist es, die Biologie, Chemie und Physik des Meereises sowie die Auswirkungen des Meereis-Rückgangs auf das gesamte Ozeansystem von der Oberfläche bis in die Tiefsee zu untersuchen sowie in bisher unkartierte Regionen vorzudringen.

Nach einem kurzen Zwischenstopp auf Spitzbergen erreichte die Polarstern am 6. August die Eiskante bei 81,5° Nord und 17° Ost. In den darauffolgenden Wochen wurden Eisstationen zunächst entlang 85°N im Nansen- und Amundsen-Becken des Arktischen Ozeans durchgeführt, und dann nördlich entlang 130° Ost. Die Expedition erreichte dabei Anfang September die Region, in der die MOSAiC-Drift-Expedition in 2019 startete. Über tausende von Quadratkilometern wurden bisher 50 Bojen und autonome Messstationen verteilt. Zudem wurden mit dem vom Helikopter geschlepptem Messsystem „IceBird“ Eisdickenmessungen durchgeführt und parallel mit Fernerkundungsmethoden die Dynamik der Meereisbedeckung großflächig untersucht. Für die mehrtägigen Eisstationen legte das Schiff jeweils an einer Scholle an, Forschende gingen auf das Eis, bauten autonome Beobachtungsstationen auf, erforschten die Unterseite der Scholle mit einem Roboter und zogen Eiskerne, um das Leben im Netzwerk der winzigen Meereiskanäle zu untersuchen. Vom Schiff aus beprobten sie den Ozean unter dem Eis bis hinunter zum Meeresboden und setzten dafür verschiedene Tiefsee-Technologien wie das am AWI entwickelte Kamera- und Sonarsystem „Ocean Floor Observation and Bathymetry“ System (OFOBS) ein.

Letzteres lieferte am 21. August eines der vielen bisherigen Highlights der Expedition. Mithilfe von OFOBS konnten die AWI-Forschenden einen 2500 Meter hohen, bislang unkartierten Seeberg vermessen. Seine Basis liegt in 4000 Metern Tiefe, seine Spitze reicht bis 1500 Meter Tiefe unter die Meeresoberfläche. „Am Gipfel des Seebergs wimmelt es nur so vor Leben“, sagt Antje Boetius, Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), die die Expedition leitet. „Wir fanden hier riesige, fast einen halben Meter große Schwämme, die über und über besiedelt waren mit Würmern, Krebsen und Weichkorallen. Für uns sehr überraschend stießen wir aber auch auf unzählige Fische, Aalmuttern und Scheibenbäuche, die für ihre Antifrost-Proteine bekannt sind. Die wunderschönen apricot-farbenen, fast einen halben Meter großen Seeanemonen waren ein fantastischer Anblick.“

Ein Ziel der Expedition sind zudem Vergleiche zu früheren Untersuchungen aus dem Jahr 2012 wie auch zu Untersuchungen der MOSAiC-Expedition. Im Jahr 2012 war das Team – ebenfalls unter Leitung der AWI-Direktorin Antje Boetius – mit Polarstern während der größten Meereisschmelze seit Beginn der Satelliten-Aufzeichnungen unterwegs. Über eine riesige Fläche fielen damals Meereislebewesen ins Wasser und sanken in die Tiefsee – besonders die fadenbildende endemische Meereisdiatomee Melosira arctica. Bei der Zersetzung der Algenteppiche durch Meeresbodenbakterien entstanden Sauerstoffminima im Meeresboden der Arktis. Das Team konnte nun elf Jahre später feststellen, dass das wiederholte Ausschmelzen der Meereisalgen in den vergangenen Jahren die Zusammensetzung der Meeresbodengemeinschaft verändert hat: ehemals dominante Arten wie Haarsterne sind verschwunden, dafür gibt es deutlich mehr Ringel- und Borstenwürmer sowie Seegurken. Allerdings fehlt dieses Jahr die Meereisalge Melosira arctica in großen Bereichen des Untersuchungsgebietes – sowohl im Eis wie am Meeresboden. Antje Boetius fasst zusammen: „An die Orte wiederzukehren, die wir erstmals 2012 untersuchten und die damals aufgezeichneten Phänomene des Klimawandels weiter zu verfolgen, ist für mich das wesentliche Ziel der Expedition. Wir sind sehr überrascht von der diesjährigen Veränderung in der Kopplung zwischen Meereis, Ozean und Meeresboden. Und froh, dass der weltweit heißeste Sommer 2023 nicht zu einer neuen Rekordschmelze geführt hat, da die zentrale Arktis durch eine besondere Wetterlage geschützt war.“

Ergebnisse der Meereisphysik erklären die Beobachtungen: So zeigte sich in diesem Jahr schon früh eine Anomalie in der Eisdrift, die dickeres Eis aus der westlichen zentralen Arktis nach Süden drückte. In den Regionen, wo 2012 und 2020 während MOSAiC junges Eis vom sibirischen Schelf mit vielen Algen gefunden wurde, dominierte dieses Jahr stark aufgeschmolzenes zweijähriges Eis aus dem kanadischen Becken. In den Sinkstofffallen und am Meeresboden war daher kaum abgesunkenes Material aus dem Eis zu finden. Auch die Ozeanographen bemerkten eine Anomalie: Die Schichtung des Meerwassers unter dem Eis war lokal durch Schmelzprozesse oder Vermischung durch starken Wind ausgeprägt, zeigte jedoch vergleichsweise hohen Salzgehalt. Grund ist wahrscheinlich eine geringere Schmelze und reduzierter Eintrag des Süßwasser-reichen Sibirischen Schelfmeeres. Direkt unter dem Eis begegneten den Planktologinnen und Planktologen an jeder Station auch andere Schwärme von Tieren – wie Manteltiere, Quallen, Flügelschnecken, Flohkrebse und Ruderfußkrebse. Anders als in 2012 wurde kaum Export von Biomasse in die Tiefsee beobachtet. Denn auch am Ende der Schmelzsaison gibt es noch eine ausgeprägte Schneeschicht auf dem Meereis. Diese macht das Eis und den Ozean darunter recht dunkel und führt sogar zum Aufsteigen von Phyto- und Zooplankton aus tieferen Wasserschichten an die hellere Unterseite des Eises. Zudem gibt es kaum Schmelztümpel auf dem Meereis, die sonst charakteristisch für den arktischen Sommer sind.

Auch die Vergleiche mit der Ausdehnung des Meereises während der MOSAiC-Drift-Expedition 2019-2020 lassen vermuten, dass 2023 über beiden Rekordminima von 2012 und 2020 liegen wird. Trotz des – seit Beginn von Wetterbeobachtungen  – weltweit heißesten Sommers 2023 zeigt das Meereis der Arktis durchschnittlich sogar etwas höherer Dicken als in den vergangenen Jahren. Sowohl die Meereisphysikerinnen und Meereisphysiker als auch die Klimadynamikerinnen und Klimadynamiker erklären das Phänomen mit einem starken Tiefdruckeinfluss in der zentralen Arktis. Es bleibt noch abzuwarten, wie sich die Eisschmelze bis Mitte September zum Minimum der Eisausdehnung entwickeln wird. Die ersten Herbststürme transportieren gerade warme Luft in Richtung Arktis.

Gestern erreichte das AWI-Forschungsschiff planmäßig den Nordpol. Es ist das insgesamt siebte Mal, dass der Forschungseisbrecher Polarstern in seiner 42-jährigen Geschichte den nördlichsten Punkt der Erde erreicht. Zuletzt drang das Schiff am 18. August 2020 während der MOSAiC-Expedition mit dem Expeditionsleiter Markus Rex bis zum Nordpol vor. Gerade begannen die mehrtägigen Arbeiten der laufenden Expedition ArcWarch mit einem Tauchgang zum geographischen Pol bei 90°N in 4224 m Wassertiefe. Derzeit bauen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Observatorien auf der Eisscholle, im Ozean und am Meeresboden auf. Anschließend werden sie ihre Forschungsarbeiten entlang des 60. Breitengrads fortsetzen. Die Polarstern wird am 1. Oktober 2023 wieder in Bremerhaven zurückerwartet.

Dabei ist auch ein Kamerateam der UFA Documentary GmbH, das die Expedition filmisch begleitet. Geplant ist die Ausstrahlung der in Kooperation mit dem NDR entstehenden Fernseh-Dokumentation für den Jahreswechsel in der ARD. Bereits während der Expedition können Interessierte im Hörfunkprogramm von Radio Bremen Eindrücke von Bord gewinnen und die Expedition natürlich auch in der Polarstern-Web-App und auf den Social-Media-Kanälen des Alfred-Wegener-Instituts verfolgen.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Am 03. August 2023 ist die Polarstern in Richtung Nordpol aufgebrochen, um im Rahmen von ArcWatch 1 die Biologie, Chemie und Physik des Meereises und die Auswirkungen der Klimakrise auf das arktische Ökosystem zu untersuchen.

Ko­ral­len­rif­fe als ein Fens­ter in die Ver­gan­gen­heit und Zu­kunft

Eine Steinkoralle in den Gewässern vor Hawai'i

© Andy Collins, NOAA / Wikimedia Commons (PD)

Pressemitteilung, 31.08.2023, MARUM

In­ter­na­tio­na­le Ex­pe­di­ti­on vor der Küs­te von Ha­wai’i ge­star­tet

Ein Blick zu­rück auf die Um­welt­ver­än­de­run­gen im Lau­fe der Erd­ge­schich­te kann uns viel über die Zu­kunft ver­ra­ten – ins­be­son­de­re, wenn es um glo­bal und ge­sell­schaft­lich wich­ti­ge The­men wie den Mee­res­spie­gel, den Kli­ma­wan­del und die Ge­sund­heit des Ko­ral­len­riff-Öko­sys­tems geht. Eine in­ter­na­tio­na­le wis­sen­schaft­li­che For­schungs­ex­pe­di­ti­on, die im Auf­trag des In­ter­na­tio­nal Oce­an Dis­co­very Pro­gram (IODP) durch­ge­führt wird, zielt dar­auf ab, die Kli­ma- und Riff­be­din­gun­gen der Ver­gan­gen­heit vor der Küs­te von Hawai’i (USA) auf­zu­zeich­nen. Die zwei­mo­na­ti­ge For­schungs­ex­pe­di­ti­on wird Ende Au­gust den Ha­fen von Ho­no­lu­lu ver­las­sen.

Ko­ral­len­rif­fe re­agie­ren sehr emp­find­lich auf den Mee­res­spie­gel und an­de­re Ver­än­de­run­gen der Um­welt­be­din­gun­gen. Als Fos­si­li­en hal­ten sie eine Auf­zeich­nung ver­gan­ge­ner Be­din­gun­gen über Hun­der­te, Tau­sen­de und Mil­lio­nen Jah­re der Erd­ge­schich­te be­reit. In den welt­wei­ten Auf­zeich­nun­gen der ver­gan­ge­nen 500.000 Jah­re gibt es je­doch Un­ter­bre­chun­gen, vor al­lem wäh­rend Zei­ten, in de­nen das Kli­ma plötz­lich sehr in­sta­bil wur­de. IODP-Ex­pe­di­ti­on 389 „Ha­wai’i­an Drow­ned Reefs“ ( „Ver­sun­ke­ne ha­waii­ani­sche Rif­fe“) kon­zen­triert sich auf die­ses feh­len­de Glied. Wis­sen­schaft­li­che Fahrt­lei­ten­de sind Pro­fes­sor Chris­ti­na Ra­ve­lo (Oce­an Sci­en­ces De­part­ment an der Uni­ver­si­ty of Ca­li­for­nia, San­ta Cruz, USA) und Pro­fes­sor Jody Webs­ter (School of Geo­sci­en­ces), der Uni­ver­si­ty of Syd­ney, Aus­tra­li­en).

Prof. Chris­ti­na Ra­ve­lo: „Die fos­si­len Rif­fe von Hawai’i sind Ge­schich­ten­er­zäh­ler der ver­gan­ge­nen Kli­ma- und Oze­an­ver­än­de­run­gen und der Re­ak­tio­nen des Riff­öko­sys­tems auf die­se Ver­än­de­run­gen. Wir möch­ten die­se Ge­schich­ten durch sorg­fäl­ti­ge Un­ter­su­chung der Fos­si­li­en, die wir zu ber­gen hof­fen, auf­de­cken und tei­len.“

Prof. Jody Webs­ter: „Wir hof­fen, dass die in den fos­si­len Rif­fen auf­ge­zeich­ne­ten In­for­ma­tio­nen den Wis­sen­schaft­lern hel­fen wer­den, bes­se­re Vor­her­sa­gen über Ge­schwin­dig­keit und Aus­maß des Mee­res­spie­gel­an­stiegs zu tref­fen, wel­che Aus­wir­kun­gen die glo­ba­le Er­wär­mung und Ab­küh­lung auf kurz­fris­ti­ge Kli­ma­phä­no­me­ne wie Dür­ren, Über­schwem­mun­gen und ma­ri­ne Hit­ze­wel­len hat, und wie Ko­ral­len­riff-Öko­sys­te­me auf die­se Ver­än­de­run­gen re­agie­ren.“

Dr. Tho­mas Fe­lis, Lei­ter der Ar­beits­grup­pe Ko­ral­len-Pa­läo­kli­ma­to­lo­gie am MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men, ist Mit­glied des Ex­pe­di­ti­ons­teams. „Nach frü­he­ren Ko­ral­len­riff-Bohr­ex­pe­di­tio­nen zum Gre­at Bar­ri­er Reef und nach Ta­hi­ti, an de­nen ich be­tei­ligt war, bie­tet sich nun in Hawai’i die ein­ma­li­ge Ge­le­gen­heit, noch viel wei­ter in die Ver­gan­gen­heit zu­rück­zu­ge­hen, hof­fent­lich bis zu ei­ner hal­ben Mil­li­on Jah­re“, sagt Tho­mas Fe­lis. Er ko­or­di­niert auch das DFG-Schwer­punkt­pro­gramm „Tro­pi­sche Kli­ma­va­ria­bi­li­tät & Ko­ral­len­rif­fe“ (SPP 2299), ein deutsch­land­wei­tes Ver­bund­pro­jekt, das ein bes­se­res Ver­ständ­nis der Kli­ma­va­ria­bi­li­tät in den tro­pi­schen Ozea­nen und ih­rer Aus­wir­kun­gen auf das Öko­sys­tem der Ko­ral­len­rif­fe in ei­ner sich er­wär­men­den Welt zum Ziel hat. „Ich freue mich sehr, dass vier For­schen­de aus un­se­rem Pro­gramm ein­ge­la­den wur­den, zur IODP-Ex­pe­di­ti­on 389 nach Hawai’i bei­zu­tra­gen“, so Fe­lis.

Ziel der Ex­pe­di­ti­on ist es, Bohr­ker­ne aus Was­ser­tie­fen zwi­schen 134 und 1.155 Me­tern an zwan­zig Stel­len zu ber­gen. Auch wenn dies das ers­te Mal ist, dass in die­sem Ge­biet ein Oze­an­bo­den­bohr­ge­rät ein­ge­setzt wird, sind die ge­plan­ten Lo­ka­tio­nen gut un­ter­sucht. „Wir ha­ben eine sehr gute Vor­stel­lung da­von, wie der Mee­res­bo­den vor der Küs­te von Hawai’iaus­sieht, Wis­sen­schaft­ler:in­nen ha­ben in den letz­ten vier Jahr­zehn­ten mit Tauch­boo­ten und fern­ge­steu­er­ten Tauch­ro­bo­tern um­fang­rei­chen Kar­tie­run­gen mit Un­ter­was­ser­so­na­ren so­wie Film­ma­te­ri­al und Ober­flä­chen­pro­ben ge­sam­melt“, sagt Jody Webs­ter. „Die­se In­for­ma­tio­nen ha­ben uns ge­hol­fen, die bes­ten Lo­ka­tio­nen für die sorg­fäl­ti­ge Ge­win­nung der Ker­ne aus­zu­wäh­len, die un­ser Ver­ständ­nis der Ge­schich­te des Riff­sys­tems er­heb­lich ver­tie­fen wer­den“, fügt Chris­ti­na Ra­ve­lo hin­zu.

Die Uni­ver­si­tät von Hawai’i ist eine Part­ner­in­sti­tu­ti­on die­ser Ex­pe­di­ti­on und ver­fügt über eine lan­ge Tra­di­ti­on in der Wis­sen­schaft in den Be­rei­chen Ko­ral­len­rif­fe, Küs­ten­phä­no­me­ne und Küs­ten­geo­lo­gie. Ha­wai’ia­ni­sche Wis­sen­schaft­ler ha­ben den An­stieg des Mee­res­spie­gels und sei­ne Aus­wir­kun­gen un­ter­sucht und her­vor­ge­ho­ben, wie wich­tig die­ses Wis­sen für das For­mu­lie­ren ei­ner Stra­te­gie zur Ein­däm­mung des Kli­ma­wan­dels und zur Stär­kung der Resi­li­enz in der Zu­kunft ist. Prof. Ken­na Ru­bin, an­or­ga­ni­sche Geo­che­mi­ke­rin an der Uni­ver­si­ty of Ha­wai’i at Ma­noa, De­part­ment of Earth Sci­en­ces, war von An­fang an an der Pla­nung der Ex­pe­di­ti­on be­tei­ligt und wird eine wich­ti­ge Teil­neh­me­rin sein.

Prof. Ken­na Ru­bin: „Die de­tail­lier­ten, hoch­auf­lö­sen­den zeit­li­chen und zu­sam­men­ge­setz­ten Ab­fol­gen, die wir von die­ser Ex­pe­di­ti­on er­war­ten, wer­den un­ser Wis­sen über die Re­ak­tio­nen auf den Kli­ma­wan­del er­heb­lich er­wei­tern und For­schen­den hel­fen, die vul­ka­ni­sche Ab­sen­kungs­ge­schich­te von ‚Big Is­land‘ bes­ser zu ver­ste­hen.“ Die Aus­wir­kun­gen die­ser For­schung in Hawai’i wer­den zu be­ste­hen­den Stu­di­en über Mee­res­spie­gel­ver­än­de­run­gen bei­tra­gen, wie sie hier von Ko­ral­len­rif­fen auf­ge­zeich­net wer­den.“

Die wis­sen­schaft­li­chen Zie­le der Ex­pe­di­ti­on zie­len dar­auf ab, Fra­gen zu vier Haupt­the­men zu be­ant­wor­ten:

  • Das Ausmaß der Meeresspiegelveränderung in den letzten halben Million Jahren zu messen
  • Warum sich Meeresspiegel und Klima im Laufe der Zeit ändern zu untersuchen
  • Wie Korallenriffe auf abrupte Meeresspiegel- und Klimaveränderungen reagieren zu erforschen, und
  • Die wissenschaftlichen Erkenntnisse über Wachstum und Absenkung von Hawai’i im Laufe der Zeit zu verbessern.

Die Pla­nungs­pha­se der Ex­pe­di­ti­on um­fass­te in­ten­si­ve Um­welt­be­ob­ach­tun­gen und eine um­fas­sen­de Ri­si­ko­be­wer­tung.

Um das Ma­te­ri­al, das die Wis­sen­schaft­ler:in­nen für ihre Ana­ly­sen in den kom­men­den Jah­ren nut­zen wer­den, zu ge­win­nen, wird wäh­rend der Ex­pe­di­ti­on auf dem Mehr­zweck­schiff MMA VA­LOUR ein Mee­res­bo­den­bohr­ge­rät ein­ge­setzt. Das Mee­res­bo­den­bohr­ge­rät wird von ei­nem re­nom­mier­ten Spe­zia­lis­ten der Geo­tech­nik­in­dus­trie be­reit­ge­stellt und be­trie­ben. Es wird auf den Mee­res­bo­den ab­ge­senkt, um bis zu 110 Me­ter lan­ge Bohr­ker­ne aus dem Oze­an­bo­den zu ber­gen.

Die MMA VA­LOUR ist ein viel­sei­ti­ges Mehr­zweck-Ver­sor­gungs­schiff, das MMA Off­shore ge­hört und von MMA Off­shore be­trie­ben wird, ei­nem welt­weit füh­ren­den An­bie­ter von See- und Un­ter­was­ser­dienst­leis­tun­gen. MMA mit Haupt­sitz in Perth, Aus­tra­li­en, en­ga­giert sich für den Schutz der Mee­resöko­sys­te­me der Welt und die Un­ter­stüt­zung wich­ti­ger wis­sen­schaft­li­cher For­schung in die­sem Be­reich.

An der Ex­pe­di­ti­on wer­den 29 Wis­sen­schaft­ler:in­nen aus Aus­tra­li­en, Öster­reich, Chi­na, Dä­ne­mark, Frank­reich, Deutsch­land, In­di­en, Ja­pan, den Nie­der­lan­den, Groß­bri­tan­ni­en und den Ver­ei­nig­ten Staa­ten von Ame­ri­ka teil­neh­men. Zehn von ih­nen wer­den an Bord der MMA VA­LOUR sein und am 31. Au­gust den Ha­fen von Ho­no­lu­lu ver­las­sen. Die Off­shore-Pha­se der Ex­pe­di­ti­on en­det am 31. Ok­to­ber. Alle Mit­glie­der der Wis­sen­schafts­grup­pe wer­den sich zur Ons­hore-Pha­se im Bre­mer IODP Bohr­kern­la­ger (BCR) am MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men (Deutsch­land) tref­fen um die Ker­ne zu öff­nen, zu ana­ly­sie­ren, zu be­pro­ben und die im Fe­bru­ar 2024 ge­sam­mel­ten Da­ten aus­zu­wer­ten. „Das Tref­fen im Fe­bru­ar in Bre­men bie­tet die Mög­lich­keit, dass alle Wis­sen­schaft­ler:in­nen der in­ter­na­tio­na­len und in­ter­dis­zi­pli­nä­ren Ex­pe­di­ti­on erst­ma­lig zu­sam­men kom­men und Kol­la­bo­ra­tio­nen in­ten­si­viert oder so­gar erst in­iti­iert wer­den“, sagt Dr. Ur­su­la Röhl, Wis­sen­schaft­le­rin am MARUM und Lei­te­rin des Bre­mer Bohr­kern­la­gers. „Im Mo­ment ist ein Teil des Bre­mer Kern­la­ger-Teams mit an Bord, um die Bohr­ker­ne und Pro­ben­ma­te­ri­al fach­ge­recht zu ku­ra­tie­ren und ers­te Mes­sun­gen zu be­glei­ten“, fügt sie wei­ter hin­zu.

Die Ker­ne wer­den ar­chi­viert und der wis­sen­schaft­li­chen Ge­mein­schaft nach ei­ner ein­jäh­ri­gen Mo­ra­to­ri­ums-Pe­ri­ode nach der Ons­hore-Pha­se der Ex­pe­di­ti­on für wei­te­re wis­sen­schaft­li­che For­schun­gen zu­gäng­lich ge­macht. Alle Ex­pe­di­ti­ons­da­ten wer­den öf­fent­lich zu­gäng­lich sein und die dar­aus re­sul­tie­ren­den Er­geb­nis­se wer­den ver­öf­fent­licht.

Die Ex­pe­di­ti­on wird vom Eu­ro­pean Con­sor­ti­um for Oce­an Re­se­arch Dril­ling (ECORD) im Rah­men des In­ter­na­tio­nal Oce­an Dis­co­very Pro­gram (IODP) durch­ge­führt. IODP ist ein öf­fent­lich fi­nan­zier­tes in­ter­na­tio­na­les Mee­res­for­schungs­pro­gramm, das von 21 Län­dern un­ter­stützt wird und die in Se­di­men­ten und Ge­stei­nen des Mee­res­bo­dens auf­ge­zeich­ne­te Erd­ge­schich­te und -dy­na­mik er­forscht und die Um­ge­bun­gen un­ter dem Mee­res­bo­den über­wacht. Über meh­re­re Platt­for­men – eine ein­zig­ar­ti­ge Funk­ti­on von IODP – un­ter­su­chen Wis­sen­schaft­ler:in­nen die tie­fe Bio­sphä­re und den Oze­an un­ter dem Mee­res­bo­den, Um­welt­ver­än­de­run­gen, Pro­zes­se und Aus­wir­kun­gen so­wie Zy­klen und Dy­na­mik der fes­ten Erde.

Der ECORD Sci­ence Ope­ra­tor ver­fügt über gro­ße Er­fah­rung in der Ar­beit mit sen­si­blen Öko­sys­te­men wie Ko­ral­len­rif­fen, nach­dem See-Ex­pe­di­tio­nen be­reits zum Gre­at Bar­ri­er Reef (Aus­tra­li­en, 2010) und nach Ta­hi­ti (2005) durch­ge­führt wur­den.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim MARUM.

Besonders gefährdet sind die artenreichen Riffökosysteme durch Extremwetterereignisse wie Zyklone und Hitzewellen, die aufgrund der Klimakrise immer häufiger und mit größerer Intensität auftreten.

Im Jahr 2022 hat sich DEEPWAVE für sein Filmfestival in Bremen mit dem 15. Internationalen Korallenriff-Symposium (ICRS), der größten Konferenz für Korallenforscher:innen zusammengetan und das Filmfestival „Saving Corals“ auf die Beine gestellt.

Meereisrückgang lässt Zooplankton künftig länger in der Tiefe bleiben

Verschiedenes Zooplankton unter dem Mikroskop

© Matt Wilson/Jay Clark, NOAA NMFS AFSC / Wikimedia Commons (PD)

Pressemitteilung, 28.08.2023, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Neue Studie zeigt: Klimawandel verändert saisonale Vertikalwanderung von Zooplankton in der Arktis

[28. August 2023] Sonnenlicht kann wegen der zunehmenden Meereisschmelze in der Arktis immer tiefer in den Ozean eindringen. Weil sich das Zooplankton im Meer an den Lichtverhältnissen orientiert, verändert sich dadurch auch sein Verhalten – vor allem dabei der Auf- und Abstieg der winzigen Tiere innerhalb der Wassersäule. Wie ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts nun zeigt, könnte dies in Zukunft zu häufigeren Hungerphasen beim Zooplankton und zu negativen Effekten bis hin zu Robben und Walen führen. Die Studie ist im Fachmagazin Nature Climate Change erschienen.

Ausdehnung und Dicke des Meereises in der Arktis schwinden in Folge des menschengemachten Klimawandels deutlich. So schrumpft die durchschnittliche Fläche des Eises derzeit um etwa 13 Prozent pro Dekade. Schon 2030 – so zeigen es aktuelle Studien und Modellrechnungen – könnte der Nordpol im Sommer erstmals eisfrei sein. Die physikalischen Umweltbedingungen für das Leben im Nordpolarmeer ändern sich dadurch ebenso deutlich. Das Sonnenlicht etwa kann bei schrumpfender und dünnerer Eisdecke viel tiefer in das Wasser des Ozeans eindringen. In der Folge kann etwa die Primärproduktion – also das Wachstum – von Mikroalgen in Wasser und Eis unter bestimmten Bedingungen stark ansteigen. Wie sich die veränderten Lichtbedingungen auf höhere trophische Ebenen der Nahrungskette – wie beispielsweise das sich unter anderem von Mikroalgen ernährende Zooplankton – auswirken, ist bislang noch nicht gut verstanden. Ein internationales Forschungsteam um Dr. Hauke Flores vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) hat nun einen wichtigen wissenschaftlichen Baustein für ein besseres Verständnis geliefert.

„In den Ozeanen findet jeden Tag die gewaltigste synchrone Massenbewegung von Organismen auf dem Planeten statt“, sagt Hauke Flores. „Und das ist die tägliche Wanderung des Zooplanktons, zu dem etwa die winzigen Copepoden, auch bekannt als Ruderfußkrebse, und der Krill zählen. Nachts kommt das Zooplankton nah an die Wasseroberfläche, um zu fressen. Tagsüber wandert es wieder in die Tiefe, um sich vor Fressfeinden zu schützen. Einzelne Organismen des Zooplanktons sind zwar winzig, in der Summe aber ergibt sich so eine enorme tägliche Vertikalbewegung von Biomasse in der Wassersäule. In den Polargebieten sieht diese vertikale Wanderung allerdings anders aus. Sie ist hier saisonal, das heißt, dass das Zooplankton einem jahreszeitlichen Zyklus folgt. In der monatelangen Helligkeit des Polartags im Sommer bleibt das Zooplankton dauerhaft in größeren Tiefen, in der monatelangen Dunkelheit der Polarnacht im Winter kommt ein Teil des Zooplanktons dann dauerhaft in das oberflächennahe Wasser direkt unter dem Eis.“

Ganz wesentlich bestimmt werden sowohl die tägliche Wanderung in niedrigen Breiten als auch die saisonale Wanderung in den Polargebieten vom Sonnenlicht. Die winzigen Tiere mögen es meist dämmrig. Sie bleiben gern unterhalb einer bestimmten Lichtintensität (kritisches Isolumen), die meist sehr niedrig ist und weit im dunklen Dämmerlichtbereich liegt. Wenn sich im Laufe des Tages oder der Jahreszeiten die Sonnenlichtintensität ändert, folgt das Zooplankton dem Isolumen, was letztlich dann zum Auf- und Absteigen in der Wassersäule führt. „Speziell im Bereich der oberen 20 Meter Wassersäule direkt unter dem Meereis fehlten bislang Daten zum Zooplankton“, erläutert Hauke Flores. „Genau dieser schwer für Messungen erreichbare Bereich ist aber der spannendste, weil genau hier im und unter dem Eis die Mikroalgen wachsen, von denen sich das Zooplankton ernährt.“ Um hier zu messen, konstruierte das Team ein autonomes biophysikalisches Messobservatorium, das sie am Ende der MOSAiC-Expedition des AWI-Forschungseisbrechers Polarstern im September 2020 unter dem Eis verankerten. Das Gerät konnte hier – fernab jeder Lichtverschmutzung durch menschliche Aktivitäten – kontinuierlich die Lichtintensität unter dem Eis und die Bewegungen des Zooplanktons messen.

„Im Ergebnis konnten wir ein sehr niedriges kritisches Isolumen für das Zooplankton von 0,00024 Watt/Quadratmeter bestimmen“, sagt der AWI-Forscher. „Diesen Wert haben wir dann in unsere Computermodelle integriert, die das Meereissystem simulieren. So haben wir dann für verschiedene Klimaszenarien berechnet, wie sich die Tiefe dieses Isolumens bis zur Mitte dieses Jahrhunderts verändert, wenn das Meereis in Folge des fortschreitenden Klimawandels immer dünner wird.“ Dabei zeigte sich, dass das kritische Isolumen wegen der immer weiter abnehmenden Eisdicke immer früher im Jahr in größere Tiefen absinkt und immer später im Jahr wieder die Oberflächenschicht erreicht. Da das Zooplankton grundsätzlich unterhalb des kritischen Isolumens bleibt, wird es dieser Bewegung folgen. Deshalb hält es sich in den Zukunftsszenarien immer länger in größeren Tiefen auf und seine Zeit im Winter unter dem Eis wird immer kürzer.

„Künftig wird sich in einem wärmeren Klima das Eis im Herbst später bilden, was zu einer geringeren Eisalgenproduktion führt“, erklärt Hauke Flores. „In Kombination mit dem späteren Aufstieg kann das beim Zooplankton im Winter häufiger zu Nahrungsmangel führen. Im Gegenzug kann ein früherer Abstieg des Zooplanktons im Frühjahr eine Gefährdung für tiefer lebende Jungstadien von ökologisch wichtigen Zooplanktonarten bewirken, die dann vermehrt von den ausgewachsenen Tieren gefressen werden könnten.“

„Insgesamt zeigt unsere Studie einen bisher nicht beachteten Mechanismus auf, über den sich die Überlebenschancen des Zooplanktons in der Arktis in naher Zukunft weiter verschlechtern könnten“, sagt der AWI-Forscher. „Dies hätte fatale Auswirkungen auf das ganze Ökosystem bis hin zu Robben, Walen und Eisbären. Unsere Modellsimulationen zeigen aber auch, dass sich die Vertikalwanderung bei Einhaltung des 1,5 Grad-Ziels wesentlich weniger verschiebt als bei einem ungebremsten Fortschreiten der Treibhausgasemissionen. Deswegen ist für das arktische Ökosystem jedes Zehntel Grad weniger menschengemachte Erwärmung von entscheidender Bedeutung.“

Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Die Originalpublikation „Sea-ice decline makes zooplankton stay deeper for longer“ findet ihr bei Nature Climate Change.

Die Umweltveränderungen durch die Klimakrise bedrohen das arktische Ökosystem auf vielen verschiedenen, zusammenhängenden Ebenen. Diese werden gerade auf der Polarstern-Expedition ArcWatch 1 untersucht. Auch die Polardorschbestände werden durch den Rückgang der Meereisbedeckung erheblich negativ beeinflusst.

Marine Hitzewellen: Ozeane mit Fieber

Die Sonne spiegelt sich auf der blauen Wasseroberfläche

© Elia Clerici / Unsplash

Pressemitteilung, 16.08.2023, NABU

Miller: Meere stoßen immer öfter an ihre Grenzen und müssen besser geschützt werden

Berlin – Pazifik, Atlantik und Mittelmeer werden immer öfter von Hitzewellen heimgesucht. Anfang August erreichte die Durchschnittstemperatur der Ozeane mit fast 21 Grad Celsius einen traurigen Rekord. Das Klimaphänomen El Niño tritt häufiger und intensiver auf. Auch daraus resultierende Extremwetterereignisse nehmen zu, mit fatalen Folgen für Mensch und Natur. Der NABU fordert die Bundesregierung deshalb auf, dem Klima- und Meeresschutz endlich Vorrang einzuräumen.

„Die Ozeane sind die stabilisierende Kraft unseres Klimasystems: Ein Drittel des von uns ausgestoßenen Kohlendioxids und 90 Prozent der Wärmestrahlung der Sonne werden von ihnen aufgenommen. Doch sie stoßen an ihre Kapazitäts- und Belastungsgrenzen. Klimastress, zunehmende Übernutzung und Industrialisierung führen zu ökologischen Kipp-Punkten und Artensterben, auch an unseren Küsten. Das wird von der Bundesregierung nicht ausreichend berücksichtigt“, mahnt NABU-Bundesgeschäftsführer Leif Miller.

Während im Mittelmeer jüngst fast 29 Grad gemessen wurden waren es um die Florida Keys sogar 38 Grad Celsius. In der Folge starben massenhaft Korallen. Nach Angaben des Weltklimarates IPCC hat sich die Häufigkeit von Hitzewellen seit 1982 verdoppelt, und sie werden immer heißer und großflächiger.

„Wir müssen immer öfter beobachten, wie Riffe sterben und Fischbestände zusammenbrechen. Der überfischte Ostseehering kann sich in der bis zu fünf Grad zu warmen Ostsee nicht erholen, weil seine Larven verhungern. Dem Nordsee-Kabeljau wird es zu warm, er wandert nach Norden. Hitze und Nährstoffüberschuss führen zu giftigen Algenblüten, unser heimisches Seegras, Hotspot der Biodiversität und wertvolle Kohlenstoffsenke droht bei andauernden Wassertemperaturen über 25 Grad zu verschwinden,“ erläutert NABU-Meeresexperte Kim Detloff die Folgen.

Die Wissenschaft sorgt sich um die Meeresströmungen im Nordatlantik, wozu der das Klima Europas bestimmende Golfstrom gehört. Die atlantische Zirkulation ist Motor des globalen Strömungsbandes, welches mit seinen Wassermassen Temperatur, Sauerstoff und Nährstoffe verteilt. Stottert der Motor ändert sich das Klima, verschieben sich Niederschläge, kommt es häufiger zu Stürmen.

Angesichts der Klimakrise rächt sich der jahrzehntelange Raubbau an den Meeren doppelt. Arten gehen verloren, Lebensräume werden zerstört und als Folge nimmt die Widerstandskraft mariner Ökosysteme ab. Doch es ist nicht zu spät. Der NABU fordert neben dem schnellstmöglichen Ausstieg aus den fossilen Energien klimarelevante Biotope wie Algenwälder, Salz- und Seegraswiesen wiederherzustellen und die deutschen Meeresschutzgebiete umgehend wirksam zu schützen. „Die Hälfte der Schutzgebiete muss nutzungsfrei werden. Wir brauchen mehr Tempo. Die Bundesregierung sieht in Nord- und Ostsee immer nur den Wirtschaftsraum, versäumt es Ökosystemleistungen, ja unsere Lebensgrundlagen im Meer zu sichern. Wir können als Deutschland die Weltmeere nicht allein retten, aber wir können in Nord- und Ostsee zeigen, wie es besser geht und zum Vorreiter für den Schutz von Meer und Klima werden“, so Detloff.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim NABU.

Auch im arktischen Ozean bleiben Hitzewellen nicht aus. Die weitreichenden Veränderungen für das Ökosystem werden aktuell auf der Expetition ArcWatch 1 untersucht.

Klimawandel bedroht Polardorschbestände in der Arktis

Ein kleiner Polardorsch im Eis

© Shawn Harper, Hidden Ocean 2005 Expedition: NOAA Office of Ocean Exploration / Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Pressemitteilung, 09.08.2023, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Forschende befürchten erhebliche Folgen von steigenden Temperaturen und Meereisrückgang für den wichtigsten Fisch im Nordpolarmeer

[09. August 2023] Der Polardorsch ist der am häufigsten vorkommende Fisch im Arktischen Ozean. Er ist wichtige Nahrungsgrundlage für arktische Meeressäuger und spielt auch bei der Selbstversorgung der Inuit eine wichtige Rolle. Ein internationales Studienteam, darunter auch Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, hat nun die wichtigsten wissenschaftlichen Arbeiten zum Polardorsch der vergangenen Jahrzehnte ausgewertet. Das Fazit: Vor allem der bereits weit fortgeschrittene Rückgang der arktischen Meereisbedeckung in Folge des menschengemachten Klimawandels könnte sich erheblich auf die künftige Verbreitung der Art auswirken. Die Studie wurde im Fachmagazin Elementa: Science of the Anthropocene veröffentlicht.

Der Polardorsch (Boreogadus saida) ist eng mit dem atlantischen Kabeljau verwandt und lebt im arktischen Ozean rund um den Nordpol. Als wichtige Nahrungsquelle für Meeressäuger (Ringelrobben, Narwale, Belugas) und Seevögel spielt er eine zentrale Rolle im arktischen Ökosystem. Zudem wird er von den Inuit in Kanada und auf Grönland genutzt.

Ein Forschungsteam hat nun 395 wissenschaftliche Artikel zum Polardorsch und zum Einfluss von Klimawandel und menschlichen Aktivitäten auf dessen Populationen ausgewertet, die zwischen 1954 und heute erschienen sind. Geleitet wurde das internationale Konsortium – 43 Forschende aus 26 Instituten – von Studienerstautor Dr. Maxime Geoffroy, Meeresbiologe am Fisheries and Marine Institute der Memorial University of Newfoundland in Kanada.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass dringend gehandelt werden muss, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die arktischen Polardorschbestände abzuschwächen“, sagt Maxime Geoffroy. „Die Veränderungen betreffen nicht nur den am häufigsten vorkommenden Fisch der Arktis, sondern stören auch das empfindliche Gleichgewicht des gesamten arktischen Ökosystems.“

Ein wichtiger Bestandteil der Studie war die von Dr. Hauke Flores, Meeresbiologe am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- Meeresforschung, koordinierte Bewertung der Zukunftsaussichten für den Polardorsch bis zur Mitte dieses Jahrhunderts. „Es war eine ziemliche Herausforderung, so viele Perspektiven auf die Auswirkungen der Klimakrise und anderer Stressfaktoren auf den Polardorsch zusammenzubringen“, sagt Hauke Flores. „Aber es gab einige klare Ergebnisse. Der Rückgang des Meereises und die Erwärmung der Ozeane sind die größten Bedrohungen für die Zukunft des Polardorschs. Die jüngsten Lebensstadien sind dabei am anfälligsten. Das Meereis ist für diesen Fisch sehr wichtig. Den Eiern und bis zu zwei Jahre alten Jungfischen bietet es Schutz vor Räubern. Umgekehrt finden die Jungfische unter dem Eis selbst im Winter Nahrung. Der Meereisrückgang hat daher nicht nur künftig, sondern auch heute schon erhebliche Auswirkungen auf den Polardorsch.“

Die wichtigsten Studienergebnisse zusammengefasst:

Lebensraumverlust: Steigende Temperaturen und schrumpfendes Meereis stellen eine erhebliche Bedrohung für den Lebensraum des Polardorschs dar, insbesondere für seine Eier und Larven. Diese Veränderungen beeinträchtigen die Fortpflanzungszyklen, die Überlebenschancen, das Wachstum, die Verbreitung und die Ernährungsfähigkeit der ganzen Art.

Veränderte Nahrungsverfügbarkeit: Der Klimawandel führt dazu, dass sich die Zusammensetzung des Zooplanktons als Nahrung für die Larven und Jungtiere des Polardorschs ändert. Dies kann zu geringeren Wachstumsraten und einer höheren Sterblichkeit der Larven und letztlich zu einem Rückgang der Bestände führen.

Zunehmende Prädation und Konkurrenz: Mit dem Rückgang des Meereises ist der Polardorsch verstärkt Raubtieren und Konkurrenten aus dem Nordatlantik und dem nördlichen Pazifik ausgesetzt. Seevogelarten und größere Fischarten aus südlich gelegenen Regionen dehnen ihr Verbreitungsgebiet auch auf bisher unzugängliche Gebiete aus. Dieser erhöhte Raubtier- und Konkurrenzdruck könnte kaskadenartige Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem haben.

Erhöhte Risiken durch Förderung/Transport von Öl und Gas: Insbesondere mögliche Ölverschmutzungen an der Meeresoberfläche können zu höherer Sterblichkeit, verringertem Wachstum und mehr Missbildungen bei Polardorschen führen.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Mithilfe von alter DNA aus dem Meeresgrund hat ein Team vom Alfred-Wegener-Institut in Potsdam herausgefunden, dass sich in der Vergangenheit beim Übergang von saisonal vereisten zu eisfreien Bedingungen das gesamte Ökosystem verändern kann – und was wir daraus für die Zukunft unserer von der Klimakrise bedrohten Meere lernen können.

ArcWatch 1: Augenzeugen des Arktischen Wandels

Wie auch für die ArcWatch 1 ist hier die Polarstern in der Arktis unterwegs

© Alfred-Wegener-Institut / Mario Hoppmann (CC-BY 4.0)

Pressemitteilung, 01.08.2023, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

AWI-Direktorin Antje Boetius leitet Polarstern-Expedition in die Zentralarktis

[01. August 2023] Am Donnerstag, den 3. August 2023 soll das Forschungsschiff Polarstern vom norwegischen Tromsø aus in Richtung Nordpol starten. Zwei Monate lang werden gut fünfzig wissenschaftliche Expeditionsteilnehmende die Arktis im Wandel erforschen, während die Meereisausdehnung im September ihr jährliches Minimum erreichen wird. Sie erkunden die Biologie, Chemie und Physik des Meereises sowie die Auswirkungen des Meereis-Rückgangs auf das gesamte Ozeansystem von der Oberfläche bis in die Tiefsee. Vor elf Jahren war Antje Boetius beim bisher größten Meereisminumum der Arktis und seinen Folgen für das Leben in der Tiefsee dabei. Jetzt kehrt sie mit ihrem Team zurück, um den heutigen Zustand der Arktis zu vergleichen – auch mit den Daten der MOSAiC-Expedition 2019/20.

„Ich bin sehr gespannt darauf zu sehen, wie sich das Meereis und das Leben im Ozean in der letzten Dekade verändert haben“, sagt Antje Boetius. „Im Jahr 2012 waren wir während der bisher geringsten dokumentierten sommerlichen Meereisausdehnung vor Ort und konnten erhebliche Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem des zentralen Arktischen Ozeans feststellen, bis in über vier Kilometer Wassertiefe“, erläutert die Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Aktuell beobachte ich die Meereissituation auf www.meereisportal.de besonders intensiv. Noch wissen wir nicht, ob ein neues Minimum erreicht wird, angesichts des global heißen Jahres 2023 und während in der Antarktis das Meereis ein Rekordtief zeigt.

Der Leiter des Team Meereisphysik und MOSAiC-Experte Dr. Marcel Nicolaus berichtet: „Das Eis erstreckt sich zurzeit mit knapp 7,5 Millionen Quadratkilometern über eine ähnliche Fläche wie in den beiden vergangenen Jahren. Damit gibt es noch etwa eine Million Quadratkilometer mehr Eis als im Jahr 2012. Die sommerliche Schmelze ist aber in vollem Gange, und vor allem der Wind wird in den kommenden Wochen bestimmen, wie sich das poröse, brüchige Eis weiter verteilt.“

Wie sich die Beschaffenheit des Meereises verändert, untersucht das Expeditionsteam vor Ort detailliert: Mit Helikopter-geschleppten Sensoren wird die Dicke des Eises vermessen, Eisbohrkerne erlauben die Analyse der Meereisbeschaffenheit sowie die Untersuchung im Eis lebender Algen. Ein Unterwasserroboter misst, wie viel Licht durch das Eis in den Ozean gelangt, wenn seine Oberfläche noch von Schnee oder bereits von Schmelzwassertümpeln bedeckt ist. Das Licht steht Kleinstalgen (Phytoplankton) als Energiequelle für die Photosynthese zur Verfügung, die in den oberen Wasserschichten leben. Was mit dem von ihnen gebundenen Kohlenstoff weiter passiert, wird (mikro-)biologisch, chemisch und physikalisch von der Wasseroberfläche bis in den Tiefseeboden erforscht. Die Planktologen an Bord wollen den Weg des Lebens direkt unter dem Eis bis in die Tiefsee verfolgen, dazu bringen sie verschiedene Kamerasysteme aus sowie autonome Probennehmer.

Für diese Arbeiten sind mehrere sogenannte Eisstationen geplant: „Das Schiff legt an eine Scholle an, dann gehen die Eisforscher auf die Scholle, wir setzen verschiedene Roboter und Freifallgeräte aus und parallel schauen wir mit den Zoologinnen die Lebewesen am Grund an, über 4000 Meter tiefer. So erkennen wir Zusammenhänge in allen Stockwerken des Ozeans vom Meereis bis zum Meeresboden“, erklärt Antje Boetius. Dabei kehrt das Team für vergleichende Untersuchungen in den gleichen Arbeitsgebieten wie im Jahr 2012 zurück: in die besonders produktive Eisrandzone und Regionen mit vielleicht noch immer mehrjähriger Eisbedeckung in der zentralen Arktis. Für die Arbeiten werden eine Reihe bewährter, aber auch neuer Technologien eingesetzt, beispielsweise Landersysteme, Tiefsee-Crawler und das am AWI entwickelte Ocean Floor Observation and Bathymetry System (OFOBS). Die Rückkehr erfolgt nach der sommerlichen Eisschmelze, wenn die herbstliche Meereisbildung beginnt.

Unter den Teilnehmenden ist auch ein Kamerateam der UFA Documentary GmbH, das die Expedition filmisch begleitet. Geplant ist die Ausstrahlung der in Kooperation mit dem NDR entstehenden Fernseh-Dokumentation für den Jahreswechsel in der ARD. Bereits während der Expedition können Interessierte im Hörfunkprogramm von Radio Bremen Eindrücke von Bord gewinnen und die Expedition natürlich auch in der Polarstern-App und auf den Social-Media-Kanälen des Alfred-Wegener-Instituts verfolgen. Planmäßig soll die Polarstern am 1. Oktober in ihren Heimathafen Bremerhaven zurückkehren.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Am 03. August 2023 sind die Wissenschaftler:innen mit der Polarstern aufgebrochen. In dem digitalen Logbuch zur Expedition ArcWatch 1 könnt ihr die aktuelle Route mitverfolgen und bekommt jeden Tag spannende Einblicke in die wissenschaftlichen Arbeiten an und unter Deck – sowie auf und unter dem Eis.

Über die MOSAiC Expedition 2019/2020 – die größte Arktis-Mission aller Zeiten – könnt ihr hier einen Podcast anhören. Im Interview mit DEEPWAVE spricht Antje Boetius, Direktorin des AWI, über ihre Tauchfahrt in die Tiefsee und warum der Schutz der Meere uns alle etwas angeht.

Das Heroin unter den Klima-Technologien

Eine Spritze mit gelbem Inhalt wird aufgezogen

© Diana Polekhina / Unsplash

Disturbing content warning

Dieser Artikel ist keine leichte Kost.

Aber da darin (nicht nur) die Meere vorkommen, sollten wir uns einen Tee machen, tief Luft holen und ihn lesen. Die Autoren schreiben selber: „Bei der Recherche habe ich mir mehr als einmal gedacht: Worüber reden wir hier eigentlich? Das Ganze klingt nach einer Mischung aus absurdesten Verschwörungstheorien und Matrix Teil IV. Auf der anderen Seite: gut, dass wir drüber reden.“ Denn es geht eben nicht um Science-Fiction-Fantasien, sondern um ernst gemeinte Techniken, die im letzten IPCC Bericht viel Raum einnehmen, nur nicht in den Berichten über den IPCC Bericht, Techniken, besser: Eingriffe in unser Ökosystem Erde, die nicht nur ernst gemeint sind, sondern schon ansatzweise praktiziert werden und deren Entwicklung besser finanziert ist als jede Kampagne, die es wirklich ernst meint mit dem Schutz der Natur und der Meere, also unserem Schutz, und die schon einmal über so etwas wie Klimagerechtigkeit nicht nur nachgedacht hat, sondern auch empfindet, in was für einer Verantwortung wir stehen, für eine Zukunft auf diesem Planeten für ALLE zu sorgen. Auch wenn es schwer erträglich ist, diese Fantasien zu Ende zu denken: wir sollten wissen, was andere sich aushecken, um unsere Erde seelenruhig weiter fossil aufheizen zu können. Von diesen Techniken gehört zu haben und dazu Stellung beziehen zu können, gehört zu unserem Job, nicht erst in der Zukunft, sondern jetzt.

Den Artikel „Das Heroin unter den Klima-Technologien“ von Julien Gupta vom 17.06.2023 findet ihr beim Treibhauspost.

Alle reden von CCS – DEEPWAVE auch: im Gastbeitrag von Nico Czaja „Unter die Erde kehren“.

Arktische Eisalgen stark mit Mikroplastik belastet

Ein Eisberg in der Arktis spiegelt sich auf der Wasseroberfläche

© Annie Sprat / Unsplash

Pressemitteilung, 21.04.2023, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Melosira arctica enthält zehnmal höhere Konzentration von Kunststoffpartikeln als umgebendes Meerwasser

[21. April 2023] Die unter dem arktischen Meereis wachsende Alge Melosira arctica enthält zehnmal so viele Mikroplastikpartikel wie das umgebende Meerwasser. Diese Konzentration an der Basis des Nahrungsnetzes stellt eine Gefahr dar für Lebewesen, die sich an der Meeresoberfläche von den Algen ernähren. Klumpen abgestorbener Algen befördern das Plastik mit seinen Schadstoffen zudem besonders schnell in die Tiefsee – und können so die hohen Mikroplastikkonzentrationen im dortigen Sediment erklären. Das berichten Forschende unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts jetzt in der Fachzeitschrift Environmental Science and Technology.

Sie ist ein Futterfahrstuhl für die Bodenlebewesen in der Tiefsee: Die Alge Melosira arctica wächst in den Frühlings- und Sommermonaten mit rasantem Tempo unter dem Meereis und bildet dort meterlange Zellketten. Sterben die Zellen ab und schmilzt das Eis, an dessen Unterseite sie haften, verkleben sie zu Klumpen, die innerhalb eines einzigen Tages mehrere tausend Meter bis auf den Grund der Tiefsee sinken können. Dort bilden sie eine wichtige Nahrungsquelle für die bodenlebenden Tiere und Bakterien. Neben der Nahrung transportieren die Aggregate jedoch mittlerweile auch eine bedenkliche Fracht mit in die arktische Tiefsee: Mikroplastik. Das hat ein Forschungsteam um die Biologin Dr. Melanie Bergmann vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) jetzt in der FachzeitschriftEnvironmental Science and Technology veröffentlicht.

„Wir haben endlich eine plausible Erklärung dafür gefunden, warum wir auch im Tiefseesediment immer im Bereich des Eisrandes die größten Mengen von Mikroplastik finden“, berichtet Melanie Bergmann. Bisher wussten die Forschenden aus früheren Messungen lediglich, dass sich Mikroplastik bei der Meereisbildung im Eis aufkonzentriert und beim Schmelzen an das umgebende Wasser abgegeben wird. „Die Algen befördern Mikroplastik auf direktem Weg mit nach unten zum Meeresboden, darum messen wir unter der Eiskante höhere Mikroplastikmengen. Normalerweise sinken die als Meeresschnee bezeichneten Aggregate aus Algenresten langsamer und werden von Wasserströmungen seitwärts abgetrieben, so dass der Meeresschnee weiter weg landet“, erläutert die AWI-Biologin.
Auf einer Expedition mit dem Forschungsschiff Polarstern sammelte sie im Sommer 2021 mit einem Forschungsteam von Eisschollen aus Proben von Melosira-Algen und dem Umgebungswasser. Diese analysierten die Partner von Dalhousie University, Kanada, und University of Canterbury, Neuseeland, anschließend im Labor auf den Gehalt von Mikroplastik. Das überraschende Ergebnis: Die Algenklumpen enthielten mit durchschnittlich 31.000 ± 19.000 Mikroplastikpartikel pro Kubikmeter etwa zehnmal so hohe Konzentrationen wie das Umgebungswasser. „Die fädigen Algen haben eine schleimig-klebrige Textur, so dass sie möglicherweise Mikroplastik aus atmosphärischen Niederschlägen, dem Meerwasser selbst, dem umgebenden Eis und jeder anderen Quelle, der sie begegnen, einsammeln. Einmal im Algenschleim gefangen fahren sie wie in einen Aufzug zum Meeresboden, oder werden von Meerestieren gefressen“, erklärt Deonie Allen von der University of Canterbury und der Birmingham University, die zum Forschungsteam gehört.
Da die Eisalgen eine wichtige Nahrungsquelle für viele Tiefseebewohner darstellen, könnte das Mikroplastik so in das dortige Nahrungsnetz gelangen. Aber auch an der Meeresoberfläche bildet es eine wichtige Nahrungsquelle und könnte erklären warum Mikroplastik besonders stark unter eis-assoziierten Zooplankton-Organismen verbreitet war, wie eine frühere Studie unter AWI-Beteiligung zeigt. Auf diesem Weg kann es auch hier in die Nahrungskette gelangen, wenn das Zooplankton von Fischen wie Polardorsch und diese von Seevögeln, Robben und diese wiederum von Eisbären gefressen werden.

Die detaillierte Analyse der Plastikzusammensetzung zeigte, dass eine Vielzahl verschiedener Kunststoffe in der Arktis vorkommt, darunter Polyethylen, Polyester, Polypropylen, Nylon, Akryl und viele mehr. Zuzüglich verschiedener Chemikalien und Farbstoffe entsteht so ein Stoff Mix, dessen Auswirkungen auf Umwelt und Lebewesen schwer einzuschätzen ist. „Gerade die Menschen in der Arktis sind für ihre Proteinversorgung besonders auf das marine Nahrungsnetz angewiesen, beispielsweise durch die Jagd oder Fischerei. Das heißt, dass sie auch dem darin enthaltenen Mikroplastik und Chemikalien ausgesetzt sind. Mikroplastik wurde bereits in menschlichen Darm, Blut, Venen, Lungen, Plazenta und Brustmilch nachgewiesen und kann Entzündungsreaktionen hervorrufen, doch die Folgen sind insgesamt noch kaum erforscht“, berichtet Melanie Bergmann. „Mikro- und Nanoplastik wurden im Grunde überall dort nachgewiesen, wo Forschende im menschlichen Körper und einer Vielzahl anderer Arten nachgeforscht haben. Es ist bekannt, dass sie das Verhalten, das Wachstum, die Fruchtbarkeit und die Sterblichkeitsrate von Organismen verändern, und viele enthaltene Chemikalien sind nachweislich schädlich für den Menschen“, ergänzt Steve Allen vom Ocean Frontiers Institut der Dalhousie University, ein Mitglied des Forschungsteams.

Außerdem ist das arktische Ökosystem durch die tiefgehenden Umwälzungen der Umwelt durch die Erderhitzung ohnehin schon bedroht. Sind die Organismen nun noch zusätzlich Mikroplastik und den enthaltenen Chemikalien ausgesetzt, kann es sie weiter schwächen. „Hier kommen also verschiedene planetare Krisen zusammen, gegen die wir dringend effektiv vorgehen müssen. Wissenschaftliche Berechnungen haben gezeigt, dass sich die Plastikverschmutzung am wirksamsten durch eine Minderung der Produktion von neuem Plastik verringern lässt“, sagt die AWI-Biologin und ergänzt: „Dies sollte darum auch unbedingt priorisiert werden in dem zurzeit verhandelten globalen Plastikabkommen.“ Darum begleitet Melanie Bergmann auch die nächste Verhandlungsrunde, die Ende Mai in Paris beginnt.

Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Die Originalpublikation „High levels of microplastics in the Arctic ice alga Melosira arctica, a vector to ice-associated and benthic food webs“ findet ihr bei Environmental Science and Technology.

Zu viele Eisalgen im Eis können das Schmelzen beschleunigen, da sie durch ihre Farbe den Albedo Effekt – das Rückstrahlungsvermögen des Schnees – verringern.

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