Zürich/Wien – Einatmen, Ausatmen, Einatmen, Ausatmen… Wie eine gigantische Lunge absorbiert das Südpolarmeer gewaltige Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid, und gibt sie später im Jahreslauf wieder an die Atmosphäre ab. Netto ist die aufgenommene Menge wesentlich größer, als die wieder abgegebene Menge – der südliche Ozean bildet damit die größte marine Kohlenstoffsenke unseres Planeten, ein wichtiger Faktor im Kampf gegen den globalen Klimawandel.

Mehreren Studien zufolge begann die Kohlenstoffaufnahme in den 1990er Jahren aber plötzlich zu stagnieren. Das war unerwartet, da man annahm, dass zwischen der Menge von aufgenommenem CO2 und der Menge von atmosphärischem CO2 eine direkte Relation besteht: Je höher die Konzentration von Kohlenstoff in der Luft, desto mehr davon wird auch im Ozean absorbiert. Heute, dreißig Jahre später, konnten die Zusammenhänge in einer kürzlich im Fachblatt "Science" publizierten Studie geklärt werden.

Wiederbelebung der Pumpe seit 2002

Das Team internationaler Wissenschafter unter der Leitung von Nicolas Gruber von der ETH Zürich analysierte die seit den 1980ern regelmäßig gemessenen Konzentrationen von CO2 im Oberflächenwasser südlich des 35. Breitengrades im südlichen Ozean und berechnete daraus die Übertragungsrate von Kohlendioxid aus der Luft in das Meer. Zum ersten Mal wurden hier auf neuronalen Netzwerken basierende statistische Modelle eingesetzt, um auch schlechter beprobte Regionen berücksichtigen zu können.

Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass sich die Kohlenstoffsenke im südlichen Ozean seit 2002 langsam wiederbelebte. Bis zum Jahr 2010 war die Kohlenstoffaufnahme wieder auf einem Level, das man anhand der aktuellen atmosphärischen Konzentration erwarten würde, so die Wissenschafter.

Wetterphänomene beeinflussen die Aufnahme von Kohlenstoff

Peter Landschützer, Erstautor der Studie, führt die Veränderungen auf Variationen in den regionalen Wetterphänomene zurück: Seit Beginn des Jahrtausends haben sich die dominierenden atmosphärischen Luftdruckgebiete zunehmend anders verteilt, der Unterschied zwischen Hoch-und Tiefdruckgebieten führte in Folge zu einer Veränderung der herrschenden Windmuster.

Im Gegensatz zu heute wehten die Winde in den 1990ern stärker und hauptsächlich gerade von West nach Ost, was den Wissenschaftern zufolge zu mehr "Upwelling", dem Aufsteigen von kaltem Tiefenwasser, führte. Da Tiefenwasser mehr gelösten Kohlenstoff enthält, kam es zu einer abnormal hohen Abgabe desselben an die Atmosphäre.

Wechsel mit der Jahrtausendwende

Seit Beginn des Millenniums flauten aber Winde und somit auch das starke Upwelling in den meisten Regionen wieder ab, was zum Erliegen der abnormal hohen CO2 Abgabe führte. Die wichtigste Schlussfolgerung der Wissenschafter: die Kohlenstoffsenke des Südozeans unterliegt offenbar eher Schwankungen der Wetterverhältnisse als einer direkten Relation zu dem in der Atmosphäre gelösten Kohlenstoff.

Wie sich die Kohlenstoffsenke Südpolarmeer in Zukunft entwickeln wird, können die Wissenschafter zur Zeit noch nicht vorhersagen. "Die heutigen Modelle sind leider noch nicht in der Lage, die beobachteten Variationen im Südozean zu reproduzieren. Umso wichtiger ist es, die Messungen der CO2-Konzentrationen im Oberflächenwasser fortzusetzen.", so Gruber. (Renate Degen, 21.09.2015)