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21.12.2009

Das von Menschen ausgestoßene Kohlendioxid erwärmt nicht nur die Luft, sondern wird auch von den Meeren zum Teil aufgenommen. Die Folge: Die Ozeane werden saurer. Doch nicht nur das: In einer Studie kommen US-Wissenschaftler jetzt zu dem Schluss, dass es in den Ozeanen künftig auch lauter werden könnte. Denn Wasser mit einem niedrigeren pH-Wert transportiert Geräusche besser.

Das Ausmaß der Veränderung ist den Forschern zufolge beträchtlich: Bis zum Jahr 2100 wird die Schalldämpfung von tiefen Tönen in bestimmten Regionen der Ozeane um bis zu 60 Prozent sinken, berichten Tatiana Ilyina und ihre Kollegen von der University of Hawaii im Fachmagazin "Nature Geoscience".

Die tiefe Tönen im Meer, also Geräusche mit einer niedrigen Schallfrequenz im Bereich zwischen einem und fünf Kilohertz, entstehen vor allem durch natürliche Phänomene wie etwa Regen, Wellen und die Aktivität von Meeresbewohnern. Aber auch die Schifffahrt oder der Gebrauch von Sonarsystemen tragen zur Unterwasser-Geräuschkulisse bei.

Dass die Versauerung der Ozeane weitreichende Konsequenzen für die gesamte Nahrungskette im Meer hat, diskutierten Wissenschaftler schon ausführlich auf dem Kopenhagener Klimagipfel. Jetzt befürchten die Forscher um Ilyina, dass sich eine Erhöhung des Geräuschpegels vor allem auf das Verhalten der Tiere im Meer auswirken wird: Wale könnten vermehrt stranden, weil sie die Orientierung verlieren. Von Buckelwalen und Belugas ist bereits bekannt, dass Schiffsgeräusche ihr natürliches Verhalten verändern. Außerdem könnten Delfine vorübergehend ihr Hörvermögen verlieren. Insgesamt könnte auch die Kommunikation zwischen Tieren durch die reduzierte Schalldämpfung beeinträchtigt werden, schreibt das Forscherteam.

Verändertes Säure-Base-Gleichgewicht

Die Ergebnisse aus ihrer Untersuchung ziehen die Wissenschaftler aus einer Computersimulation. Bei ihren Berechnungen berücksichtigten sie verschiedene Größen, die eine Rolle bei der Ausbreitung des Schalls unter Wasser spielen. Dabei ergab die Simulation, dass der Salzgehalt, die Temperatur und der Druck des Wassers die Schallausbreitung offenbar nur wenig beeinflussen. Vielmehr kommt es bei der Schalldämpfung im Meer den Forschern zufolge auf zwei Faktoren an: Zum einen auf die Viskosität, also die Zähflüssigkeit des Meerwassers, zum anderen auf die Menge gelöster chemischer Verbindungen.

Substanzen wie Borsäure, Magnesiumsulfate und Karbonate beeinflussen unter anderem das Säure-Base-Gleichgewicht und bestimmen damit den pH-Wert. Auch Kohlendioxid gehört dazu, und dieser Faktor tritt seit Beginn des 19. Jahrhunderts besonders hervor: Immer größere Mengen des Klimagases gelangen in die Meere - die Ozeane werden saurer.

Die Forscher haben nun den pH-Wert der Meere in Beziehung zur Absorption von Schallwellen gesetzt. Demnach bestimmt der pH-Wert die Schalldämpfung besonders bei den tiefen Tönen, deren Frequenzen unter zehn Kilohertz liegen. Bei Tönen mit mehr als zehn Kilohertz ist die Absorption unabhängig vom pH-Wert; die Viskosität des Wassers wird zur wesentlichen Größe. Seit der industriellen Revolution ist der pH-Wert der Meere bereits um 0,1 gesunken. Dadurch wird der Schall von Tönen im Bereich von 100 Hertz bis 10 Kilohertz um 10 bis 20 Prozent weniger gedämpft als noch vor dem Jahr 1800, berichten die Wissenschaftler.

Um zu berechnen, wie der Schall in Zukunft im Meer transportiert wird, griffen die Forscher auf drei Modelle zurück. Im Mittelwert gehen diese davon aus, dass in den nächsten 100 bis 300 Jahren der pH-Wert in einigen Meeresregionen um 0,6 sinken wird. Normalerweise besitzt Meerwasser einen pH-Wert von 7,5 bis 8,4, ist also leicht alkalisch. Durch die prognostizierte Versauerung dürfte die Dämpfung der tiefen Töne um 60 Prozent sinken. Besonders betroffen wären Regionen im Nordatlantik und Nordpazifik sowie in den subtropischen Gebieten um Hawaii, im Panama-Kanal und in den Gewässern um Japan.