Umfassender Blick auf die Auswirkungen des Menschen auf die Chemie der Ozeane

Umfassender Blick auf die Auswirkungen des Menschen auf die Chemie der Ozeane
Umfassender Blick auf die Auswirkungen des Menschen auf die Chemie der Ozeane
Anonim

Zahlreiche Studien dokumentieren die zunehmenden Auswirkungen von Klimawandel, Kohlendioxid, Umweltverschmutzung und anderen vom Menschen verursachten Phänomenen auf die Weltmeere. Aber die meisten von ihnen haben einzelne, isolierte Verschmutzungsquellen und andere Einflüsse untersucht.

Jetzt hat ein Meeresgeochemiker der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Science einen Bericht veröffentlicht, der die Gesamtauswirkung solcher Faktoren auf den Ozean bewertet und überlegt, was die Zukunft bringen könnte.

"Was wir an Land tun – Landwirtschaft, Verbrennung fossiler Brennstoffe und Umweltverschmutzung – kann tiefgreifende Auswirkungen auf die Chemie des Meeres haben", sagt Scott C.Doney, leitender Wissenschaftler bei WHOI und Autor des Wissenschaftsberichts. "Eine ganze Reihe dieser Faktoren wurde isoliert untersucht, aber nicht an einem einzigen Ort zusammengefasst."

Doneys Aufsatz stellt eine sorgfältige Zusammenstellung der Arbeit anderer sowie seiner eigenen Forschung auf diesem Gebiet dar, das die Ozeanversauerung, den Klimawandel und den globalen Kohlenstoffkreislauf umfasst.

Er kommt zu dem Schluss, dass der Klimawandel, das steigende atmosphärische Kohlendioxid, übermäßige Nährstoffeinträge und die vielen Formen der Verschmutzung „den Ozean grundlegend verändern, oft auf globaler Ebene und in einigen Fällen mit Raten, die diese weit übersteigen in den historischen und neueren geologischen Aufzeichnungen."

Die Forschung dokumentiert mehrere wichtige Trends, darunter eine Verschiebung in der säurebasierten Chemie des Meerwassers, reduzierter Sauerstoff unter der Oberfläche, sowohl in Küstengewässern als auch im offenen Ozean, steigende Stickstoffwerte an der Küste und ein weit verbreiteter Anstieg von Quecksilber und andere Schadstoffe.

"Menschliche Einflüsse sind nicht auf Küstengewässer beschränkt", sagt Doney. Sie „sind auf der ganzen Welt zu sehen.“

Darüber hinaus, sagt er, "können sich viele dieser Veränderungen im Klima und in der Chemie der Ozeane gegenseitig verstärken und das Problem für die Meereslebewesen erheblich verschlimmern." Laut Doney können zum Beispiel Erwärmung und Nährstoffabfluss beide einen Rückgang des Sauerstoffgeh alts vor der Küste auslösen. Und Versauerung, sagt er, kann die Korallenbleiche verschlimmern.

Unter den Ergebnissen von Doney:

  • Der pH-Wert und die chemische Sättigung der Ozeane ändern sich mit einer "beispiellosen" Geschwindigkeit, 30 bis 100 mal schneller als zeitliche Veränderungen in der jüngsten geologischen Vergangenheit, "und die Störungen werden viele Jahrhunderte bis Jahrtausende andauern."
  • "Die Versauerung der Ozeane wird wahrscheinlich das Wachstum von Schalen und Skeletten vieler mariner kalkbildender Arten, einschließlich Korallen und Mollusken, verringern."
  • "Die Versauerung der Ozeane kann auch die Toleranz einiger Arten gegenüber thermischem Stress verringern … Polarökosysteme könnten besonders anfällig sein …"
  • Abfluss von Düngemitteln und Stickstoff aus fossilen Brennstoffen erhöhen die Schwere und Dauer der Küstenhypoxie oder des Sauerstoffmangels.

Doney war Teil eines internationalen Konsortiums von Wissenschaftlern, die kürzlich berichteten, dass die Kohlendioxidemissionen aus fossilen Brennstoffen in den letzten zehn Jahren um fast ein Drittel gestiegen sind, was die Zukunft der Erde ungewiss macht, wenn „die CO2-Emissionen nicht drastisch reduziert werden."

Sie führten den Anstieg auf die zunehmende Produktion und den Handel mit Fertigprodukten, insbesondere aus Schwellenländern, die allmähliche Umstellung von Öl auf Kohle und die schwindende Kapazität des Planeten, CO2 zu absorbieren, zurück.

Doney leitete ein Team, das Ozeanmodellsimulationen zur Abschätzung der historischen Schwankungen der CO2-Flüsse zwischen Luft und Meer entwickelte. "In den letzten zehn Jahren sind die CO2-Emissionen trotz Bemühungen zur Emissionskontrolle weiter gestiegen", sagte Doney. „Vorläufige Beweise deuten darauf hin, dass das Land und der Ozean bei der Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre möglicherweise weniger effektiv werden, was den zukünftigen Klimawandel beschleunigen könnte."

In seinem Wissenschaftsartikel fordert Doney „ein tieferes Verständnis der menschlichen Auswirkungen auf die Biogeochemie der Ozeane … Obwohl einige Fortschritte bei einem im Entstehen begriffenen Ozean-Beobachtungssystem für CO2 erzielt wurden, bleibt die Meeresumwelt für die meisten Verbindungen erschreckend unterbewertet Die ozeanographische Gemeinschaft muss einen koordinierten Beobachtungsplan entwickeln…"

Detailliertere Studien sind insbesondere erforderlich, um die Reaktionen von Zellen und Organismen auf biochemische Eindringlinge in ihre Unterwasserumgebung zu untersuchen. „Schließlich, sagt Doney, „bedarf es gezielter Forschung zu den Auswirkungen auf Meeresressourcen und Fischerei, möglichen Anpassungsstrategien und den Folgen für menschliche und soziale Wirtschaftssysteme.“

Die Arbeit wurde von der WHOI und dem Center for Microbial Oceanography, Research and Education finanziert.

Beliebtes Thema