Ozeanversauerungssimulator

Was ist Ozeanversauerung?

Der Ozean absorbiert etwa 30% der menschlichen CO2-Emissionen und ist damit die größte Kohlenstoffsenke der Erde. Wenn CO2 sich im Meerwasser löst, bildet es Kohlensäure (H2CO3), die Wasserstoffionen (H+) freisetzt und den pH-Wert senkt. Seit der Industriellen Revolution ist der pH-Wert des Ozeans von 8,2 auf 8,1 gesunken — ein Anstieg der Säure um 26%.

Warum ist das wichtig? Korallenriffe beherbergen 25% aller Meeresarten. Wenn der pH sinkt und die Aragonit-Sättigung unter 1,0 fällt, können schalenbildende Organismen keine Schutzstrukturen mehr bilden — ihre Schalen lösen sich buchstäblich auf.

📖 Vertiefung

Analogie 1

Stellen Sie sich vor, Sie werfen Brausetabletten in ein Aquarium. Das Wasser beginnt zu sprudeln (CO2 löst sich auf) und wird langsam leicht sauer. Die Fische und Schnecken merken es zunächst nicht, aber irgendwann wird das Schneckenhaus dünn und bröckelig – genau das passiert den Meereslebewesen, wenn wir CO2 in die Atmosphäre pumpen.

Analogie 2

Stellen Sie sich den Ozean als eine riesige Antazid-Tablette vor. Es absorbiert die „Magensäure“ (CO2), die wir in die Luft abgegeben haben. Doch genau wie die Antazida-Tabletten ausgehen, wird die Pufferkapazität des Ozeans überlastet. Sobald sich die Tablette vollständig auflöst, baut sich die Säure schnell auf – und der „Patient“ (Meereslebewesen) ist in ernsthaften Schwierigkeiten.

🎯 Simulator-Tipps

Anfänger

Beginnen Sie mit der standardmäßigen Emissionsrate von 10 GtC/Jahr und beobachten Sie, wie CO2-Moleküle aus der Atmosphäre in den Ozean fallen

Mittelstufe

Erhöhen Sie die Windgeschwindigkeit, um einen schnelleren Gasaustausch zu erzielen – bei stärkerem Wind wird mehr CO2 ins Wasser gedrückt

Experte

Niedrigere Gesamtalkalität, um Gewässer mit weniger natürlicher Pufferung zu simulieren (wie Küstengebiete in der Nähe von Flussmündungen)

📚 Glossar

Ocean Acidification

Abfall des pH-Werts der Ozeane durch Absorption von atmosphärischem CO2, der die Meeresökosysteme gefährdet.

pH Scale

Maß für den Säuregehalt von 0-14. Der pH-Wert der Ozeane ist seit vorindustrieller Zeit von ~8,2 auf ~8,1 gesunken (30 % saurer).

Carbonate Chemistry

CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3⁻ + H⁺ → CO3²⁻ + 2H⁺. Zunehmendes CO2 verschiebt das Gleichgewicht und reduziert die Carbonationen.

Calcification

Prozess, bei dem Meeresorganismen (Korallen, Schalentiere) Muscheln/Skelette aus Kalziumkarbonat aufbauen.

Aragonite Saturation

Maß für die Verfügbarkeit von Kalziumkarbonat für schalenbildende Organismen. Unterhalb von Ω=1 lösen sich Schalen auf.

Coral Bleaching

Stressreaktion, bei der Korallen symbiotische Algen ausstoßen und weiß werden. Ansäuerungsverbindungen thermisches Bleichen.

Pteropod

Kleine schwimmende Meeresschnecke, deren dünnes Aragonitgehäuse sich in angesäuertem Wasser auflöst – eine wichtige Indikatorart.

Carbon Sink

Der Ozean absorbiert etwa 25 % der menschlichen CO2-Emissionen und ist damit die größte Kohlenstoffsenke, treibt aber auch die Versauerung voran.

Buffer Capacity

Die Fähigkeit des Ozeans, pH-Änderungen zu widerstehen, wird durch die Geschwindigkeit der CO2-Absorption überfordert.

Blue Carbon

Von Küstenökosystemen (Mangroven, Seegras, Salzwiesen) aufgenommener Kohlenstoff, der auch die lokale Versauerung abfedert.

🏆 Schlüsselpersonen

Ken Caldeira (2003)

Stanford/Carnegie-Forscher, der den Begriff „Ozeanversauerung“ prägte und seine globalen Auswirkungen modellierte

Joanie Kleypas (1999)

NCAR-Wissenschaftler, der als Erster warnte, dass Veränderungen in der Ozeanchemie Auswirkungen auf die Verkalkung von Korallenriffen haben würden

Richard Feely (2004)

NOAA-Ozeanograph, der die Ausbreitung der Versauerung entlang der US-Pazifikküste dokumentierte

Jean-Pierre Gattuso (2010)

Französischer Forscher, der große europäische Forschungsprogramme zur Ozeanversauerung leitete (EPOCA, MedSeA)

Ove Hoegh-Guldberg (1999)

Meereswissenschaftler der University of Queensland verbindet Versauerung und Erwärmung mit der Zukunft der Korallenriffe

🎓 Lernressourcen

Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century [paper]
Multimodellprojektion der Auswirkungen der globalen Ozeanversauerung (Nature, 2005)
Ocean Acidification: Present Conditions and Future Changes [paper]
Umfassende Übersicht über Veränderungen der Ozeanchemie und biologische Auswirkungen (Annual Review of Marine Science, 2009)
NOAA Ocean Acidification Program [article]
US-Bundesprogramm zur Überwachung und Erforschung der Ozeanversauerung
Ocean Acidification International Coordination Centre [article]
IAEA-Koordinierungszentrum für die globale Ozeanversauerungsforschung

💬 Nachricht an Lernende

Entdecken Sie die faszinierende Welt der Ozeanversauerung. Jede Entdeckung beginnt mit Neugier!