Treibhausgas: CO2-Aufnahme von Plankton schwankt stark

Die Meere spielen eine Schlüsselrolle für die Zukunft des Weltklimas: Sie nehmen jedes Jahr etwa ein Viertel des vom Menschen in die Luft geblasenen Treibhausgases Kohlendioxids auf. Entsprechend bedeutend sind neue Erkenntnisse über die Ozeane für die Computermodelle, mit denen Wissenschaftler die künftige Entwicklung des Klimas berechnen.

Jetzt haben Forscher "ein Jahrzehnte altes Kernprinzip der Meereswissenschaften umgestülpt", wie es in einer Mitteilung der University of California in Irvine heißt. Das Plankton an der Oberfläche warmer Meeresregionen sei wesentlich reicher an Kohlenstoff, als man bisher für möglich gehalten habe, schreiben Adam Martiny und seine Kollegenim Fachblatt "Nature Geoscience".

Bei dem angeblich umgestülpten Kernprinzip handelt es um das sogenannte Redfield-Verhältnis, benannt nach dem US-Ozeanographen Alfred Redfield. Es besagt, dass das Phytoplankton im Meer im Verhältnis von 106 zu 16 zu 1 aus Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor besteht. Proben aus verschiedenen Regionen der Weltmeere hätten allerdings ergeben, dass Plankton wesentlich kohlenstoffreicher sein kann, wie Martiny und seine Kollegen berichten.

Bei sieben Expeditionen haben die Forscher Proben entnommen, unter anderem in der eisigen Beringsee, dem Nordatlantik bei Dänemark und in der warmen Karibik. In warmen, nährstoffreichen Gebieten lag das Verhältnis von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor mitunter bei 195 zu 28 zu 1, in kälteren dagegen bei 78 zu 13 zu 1. "Wir können eindeutig zeigen, dass das Nährstoffverhältnis im Plankton nicht konstant ist und entkräften damit diese seit langem bestehende zentrale Theorie der Meereswissenschaften", wird Martiny in der Universitätsmitteilung zitiert.

Erderwärmung wird sich nicht selbst bremsen

Katharina Six von der marinen Biogeochemieabteilung des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie kann in der Arbeit von Martiny und seinen Kollegen keine bahnbrechende Erkenntnis entdecken. Dass das Verhältnis zwischen Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt des Planktons stark variieren kann, sei Forschern seit langem bekannt. Auch der von Martiny und seine Kollegen beschriebene Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt und den Breitengraden ist laut Six keine neue Erkenntnis: Je wärmer das Wasser, desto mehr Kohlenstoff enthält das Plankton.

Da liegt zumindest für Laien ein verlockender Schluss nahe: Je wärmer es wird, desto mehr CO2 holt das Plankton aus der Luft - und am Ende bremst sich die Erderwärmung quasi von selbst. Diese Hoffnung dürfte sich aber kaum erfüllen. Sollten sich die Ozeane an der Oberfläche um drei bis vier Grad erwärmen, würde das Plankton zwar durchaus mehr Kohlenstoff aufnehmen. "Aber wir wissen inzwischen, dass die Erwärmung auch die Stratifizierung des Ozeans verstärkt", betont Matthias Hofmann vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung.

Das bedeutet, dass die Gewässerschichten an Durchlässigkeit verlieren und so weniger Nährstoffe aus der Tiefe an die Oberfläche gelangen. Dadurch erhält auch das Plankton weniger Nahrung - und wird in seinem CO2-Hunger gebremst. "Unter dem Strich ist sogar eher mit einer leichten Abschwächung der CO2-Aufnahme durch die Ozeane zu rechnen", meint Hofmann. Six sagt: "Wir können aber derzeit noch nicht sagen, welche Prozesse dominieren und wie der Netto-Effekt auf die Kohlenstoffaufnahme sein wird."

Skeptisch äußerte sich auch Christine Klaas vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (Awi) in Bremerhaven. "Was an der Oberfläche geschieht, sagt noch nichts darüber aus, wie viel Kohlenstoff am Ende in die Tiefe transportiert wird." Wie viel CO2 das Plankton aus der Luft aufnehme, hänge in erster Linie von den Nährstoffen und nicht von der Wassertemperatur ab. "Und wenn die steigt, werden die Schichten stabiler - und von unten kommen weniger Nährstoffe."