Wie Kohlenstoff von der Atmosphäre in die Ozeane gelangt: Schlüsselprozesse erklärt

Der Ozean fungiert als größter aktiver Kohlenstoffsenke der Erde und absorbiert rund 25–30 % des menschengemachten CO₂. Dieser Transfer erfolgt durch mehrere miteinander verbundene physikalische und biologische Prozesse:

1. Luft-Meer-Gasaustausch

An der Meeresoberfläche lösen sich CO₂-Moleküle direkt in Seewasser. Dieser physikalische Prozess hängt vom Partialdruckunterschied zwischen atmosphärischem CO₂ und gelöstem CO₂ im Oberflächenwasser ab, beeinflusst durch Windgeschwindigkeit (erhöht Durchmischung), Meeresoberflächentemperatur (kälteres Wasser bindet mehr Gas) und Oberflächenturbulenz.

2. Die Löslichkeitspumpe

Einmal gelöst, reagiert CO₂ mit Wasser zu Kohlensäure, die in Bikarbonat (HCO₃⁻) und Karbonat (CO₃²⁻) Ionen dissociiert. Kalte, dichte Gewässer in hohen Breiten nehmen mehr CO₂ auf und sinken, transportieren Kohlenstoff in die Tiefe – die Löslichketpumpe.

3. Die Biologische Pumpe

Phytoplankton – mikroskopische Meeresalgen – betreiben Photosynthese mit gelöstem CO₂, wandeln anorganischen Kohlenstoff in organische Materie um. Wenn diese Organismen sterben oder gefressen werden, sinkt ein Teil dieses Kohlenstoffs als „Marine Snow“ in die Tiefsee und in Meeressedimente, bindet Kohlenstoff für Jahrhunderte bis Jahrtausende.

4. Karbonatpumpe

Meeresorganismen wie Coccolithophoriden, Foraminiferen und Korallen bauen Calciumkarbonat (CaCO₃) Schalen und Skelette. Beim Absinken setzen diese Strukturen CO₂ wieder frei, was einen komplexen Rückkopplungsmechanismus schafft.

Klimaregulatorische Bedeutung

Diese ozeanische Kohlenstoffaufnahme hat die atmosphärische CO₂-Akkumulation und globale Erwärmung signifikant verlangsamt. Doch sie hat ihren Preis: Erhöhtes gelöstes CO₂ senkt den Ozean-pH (Ozeanversauerung), bedroht kalkbildende Organismen und marine Ökosysteme. Das Verständnis dieser Prozesse ist kritisch für Klimamodellierung und Vorhersage zukünftiger Kohlenstoffkreislauf-Rückkopplungen.