Meeresbewohner speichern Kohlenstoff im Ozean - könnte der Schutz dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen?

Meeresbewohner speichern Kohlenstoff im Ozean - könnte der Schutz dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen? Ein Pottwal geht für einen Tauchgang vor Kaikoura, Neuseeland, runter. Heidi Pearson, CC BY-ND Heidi Pearson, Universität von Alaska Südosten

Da katastrophale Auswirkungen des Klimawandels immer wahrscheinlicher werden, wird nach innovativen Wegen gesucht, um die Risiken zu reduzieren. Eine potenziell wirksame und kostengünstige Strategie besteht darin, natürliche Kohlenstoffsenken zu erkennen und zu schützen - Orte und Prozesse, an denen Kohlenstoff gespeichert wird, um ihn aus der Erdatmosphäre fernzuhalten.

Wälder und Feuchtgebiete kann große Mengen Kohlenstoff einfangen und speichern. Diese Ökosysteme werden in Strategien zur Anpassung an den Klimawandel und deren Abmilderung einbezogen Die 28-Länder haben sich verpflichtet, das Pariser Klimaabkommen zu erfüllen. Bisher wurde jedoch keine solche Politik entwickelt, um die Kohlenstoffspeicherung im Ozean zu schützen. Dies ist die größte Kohlenstoffsenke der Erde und ein zentrales Element des Klimakreislaufs unseres Planeten.

Als Meeresbiologe konzentriert sich meine Forschung auf Verhalten, Ökologie und Konservierung von Meeressäugern. Jetzt untersuche ich auch, wie sich der Klimawandel auf Meeressäuger auswirkt - und wie das Leben im Meer Teil der Lösung werden kann.

Meeresbewohner speichern Kohlenstoff im Ozean - könnte der Schutz dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen? Ein Seeotter liegt in einem Seetangwald vor Kalifornien. Durch die Fütterung von Seeigeln, die Seetang fressen, helfen Otter den Seetangwäldern, sich zu verbreiten und Kohlenstoff zu speichern. Nicole LaRoche, CC BY-ND

Was ist mariner Wirbeltier-Kohlenstoff?

Meerestiere können Kohlenstoff durch eine Reihe natürlicher Prozesse ablagern. Dazu gehören das Speichern von Kohlenstoff in ihrem Körper, das Ausscheiden kohlenstoffreicher Abfallprodukte, die in die Tiefsee versinken, sowie das Düngen oder Schützen von Meerespflanzen. Insbesondere erkennen die Wissenschaftler allmählich, dass Wirbeltiere wie Fische, Seevögel und Meeressäuger das Potenzial haben, Kohlenstoff aus der Atmosphäre fernzuhalten.

Ich arbeite derzeit mit Kollegen bei UN-Umwelt / GRID-Arendal, ein Zentrum des Umweltprogramms der Vereinten Nationen in Norwegen, um Mechanismen zu identifizieren, durch die die natürlichen biologischen Prozesse der Wirbeltiere dazu beitragen können, den Klimawandel zu mildern. Bisher haben wir gefunden mindestens neun Beispiele.

Einer meiner Favoriten ist Trophic Cascade Carbon. Tropische Kaskaden tritt auf, wenn Änderungen am oberen Rand einer Nahrungskette zu Änderungen des Restes der Kette führen. Zum Beispiel sind Seeotter Top-Raubtiere im Nordpazifik, die sich von Seeigeln ernähren. Umgekehrt essen Seeigel Seetang, einen braunen Seetang, der an felsigen Riffen nahe der Küste wächst. Wichtig ist, dass Seetang Kohlenstoff speichert. Durch die Erhöhung der Anzahl der Seeotter werden die Seeigelpopulationen reduziert Ermöglicht das Wachstum von Seetangwäldern und fangen mehr Kohlenstoff.

Meeresbewohner speichern Kohlenstoff im Ozean - könnte der Schutz dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen? Wissenschaftler haben neun Mechanismen identifiziert, durch die marine Wirbeltiere eine Rolle im ozeanischen Kohlenstoffkreislauf spielen. NETZ Arendal, CC BY-ND

In lebenden Organismen gespeicherter Kohlenstoff wird als Biomasse-Kohlenstoff bezeichnet und ist in allen marinen Wirbeltieren zu finden. Große Tiere wie Wale, die bis zu 50 Tonnen wiegen können und über 200 Jahre leben, können große Mengen Kohlenstoff über lange Zeiträume speichern.

Wenn sie sterben, sinken ihre Kadaver auf den Meeresboden und bringen ein Leben lang eingeschlossenen Kohlenstoff mit sich. Dies wird als Deadfall Carbon bezeichnet. Auf dem tiefen Meeresboden kann es schließlich in Sedimenten begraben und möglicherweise Millionen von Jahren von der Atmosphäre ferngehalten werden.

Wale können auch zur Abscheidung von Kohlenstoff beitragen, indem sie die Produktion winziger Meerespflanzen (Phytoplankton) stimulieren, die mit Sonnenlicht und Kohlendioxid Pflanzengewebe wie Pflanzen an Land herstellen. Die Wale fressen in der Tiefe und setzen an der Oberfläche ruhende, nährstoffreiche Kotfedern frei, die Phytoplankton in einem Prozess befruchten können, den die Meeresforscher dies nennen Walpumpe.

Und Wale verteilen die Nährstoffe geografisch um, in einer Reihenfolge, auf die wir uns beziehen Großer Walförderband. Sie nehmen Nährstoffe auf, während sie in großen Breiten fressen, und setzen diese Nährstoffe frei, während sie aus Brutgebieten mit niedriger Breite fasten, die normalerweise nährstoffarm sind. Nährstoffzuflüsse aus Walabfallprodukten wie Harnstoff können dazu beitragen, das Wachstum von Phytoplankton zu stimulieren.

Schließlich können Wale dem Phytoplankton Nährstoffe zuführen, indem sie einfach durch die Wassersäule schwimmen und die Nährstoffe zur Oberfläche hin mischen, wie die Forscher sagen Biomixing Carbon.

Fischkot spielt auch eine Rolle beim Einfangen von Kohlenstoff. Einige Fische wandern jeden Tag durch die Wassersäule auf und ab, schwimmen zur Oberfläche, um nachts zu fressen, und steigen tagsüber in tiefere Gewässer ab. Hier setzen sie kohlenstoffreiche Fäkalpellets frei, die schnell sinken können. Dies wird als Twilight Zone Carbon bezeichnet.

Diese Fische können bis in Tiefen von 1,000 oder mehr abtauchen und ihre Fäkalpellets können noch weiter absinken. Twilight Zone Carbon kann für Dutzende bis Hunderte von Jahren eingeschlossen werden, da Wasser in diesen Tiefen lange Zeit braucht, um wieder in Richtung Oberfläche zu zirkulieren.

'Meeresschnee' besteht aus Kotpellets und anderen organischen Stücken, die in tiefem Meerwasser versinken und große Mengen Kohlenstoff in die Tiefe transportieren.

Quantifizierung des Wirbeltierkohlenstoffs

Um „blauen Kohlenstoff“, der mit marinen Wirbeltieren assoziiert ist, als Kohlenstoffsenke zu behandeln, müssen Wissenschaftler ihn messen. Eine der ersten in 2010 veröffentlichten Studien auf diesem Gebiet beschrieb die Whale Pump im Südpolarmeer und schätzte, dass eine historische Population von 120,000-Pottwalen vor dem Walfang eingefangen haben könnte 2.2 Millionen Tonnen Kohlenstoff jährlich durch Whal Poo.

Eine andere 2010-Studie berechnete, dass die weltweite Population von ungefähr 2.5 Millionen Großwalen vor dem Walfang exportiert hätte Fast 210,000 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr durch Deadfall Carbon in die Tiefsee. Das ist äquivalent zu Jedes Jahr werden ungefähr 150,000-Fahrzeuge von der Straße genommen.

Eine 2012-Studie ergab, dass Seeotter möglicherweise durch den Verzehr von Seeigeln eine Falle bilden könnten 150,000 bis 22 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr in Seetangwäldern. Noch auffälliger ist, dass in einer 2013-Studie das Potenzial für Laternenfische und andere Twilight Zone-Fische vor der westlichen Küste der USA beschrieben wurde über 30 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr in ihren Fäkalienpellets.

Das wissenschaftliche Verständnis von Kohlenstoff aus marinen Wirbeltieren steckt noch in den Kinderschuhen. Die meisten der von uns identifizierten Mechanismen zur Abscheidung von Kohlenstoff basieren auf begrenzten Studien und können durch weitere Untersuchungen verfeinert werden. Bisher untersuchten die Forscher die Fähigkeit, weniger als 1% aller marinen Wirbeltierarten mit Kohlenstoff zu fangen.

Meeresbewohner speichern Kohlenstoff im Ozean - könnte der Schutz dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen? Das bräunliche Wasser an der Basis des Flusses des Buckelwals ist eine Kotfahne, die Phytoplankton in der Nähe der Oberfläche befruchten kann. Foto unter NMFS-Zulassung 10018-01. Heidi Pearson, CC BY-ND

Eine neue Basis für den Meeresschutz

Viele Regierungen und Organisationen auf der ganzen Welt arbeiten daran, die globalen Fischbestände wieder aufzubauen, Beifang und illegalen Fischfang zu verhindern, die Umweltverschmutzung zu reduzieren und Meeresschutzgebiete zu errichten. Wenn wir den Wert von Kohlenstoff aus marinen Wirbeltieren erkennen können, könnten viele dieser Strategien als Klimaschutzstrategien gelten.

In einem Schritt in diese Richtung hat die International Whaling Commission in 2018 zwei Resolutionen verabschiedet, die dies anerkannten Wale Wert für die Kohlenstoffspeicherung. Mit dem Fortschritt der Wissenschaft in diesem Bereich könnte der Schutz der Kohlenstoffvorräte der Wirbeltiere im Meer schließlich Teil der nationalen Zusagen zur Erfüllung des Pariser Abkommens werden.

Marine Wirbeltiere sind aus vielerlei Gründen von Wert, von der Aufrechterhaltung gesunder Ökosysteme bis hin zu einem Gefühl von Ehrfurcht und Staunen. Ihr Schutz wird dazu beitragen, dass der Ozean den Menschen weiterhin mit Nahrung, Sauerstoff, Erholung und natürlicher Schönheit sowie Kohlenstoffspeicherung versorgt.

Steven Lutz, Blue Carbon-Programmleiter bei GRID-Arendal, hat zu diesem Artikel beigetragen.Das Gespräch

Über den Autor

Heidi Pearson, außerordentliche Professorin für Meeresbiologie, Universität von Alaska Südosten

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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