Der Ozean leidet unter Hyperkapnie

Anfang Mai verbrachte ich in Van Diemen's Land, einer 1803 von Großbritannien gegründeten Strafkolonie. Heute ist sie als Tasmanien bekannt, eine der sechs ursprünglichen Kolonien, die ein Bundesstaat im modernen Australien wurden. Wie Sie sich vorstellen können, ist die Geschichte dieses Ortes dunkel und sehr beunruhigend. Infolgedessen schien es ein geeigneter Ort zu sein, um sich zu treffen und über eine nagende Angst zu sprechen, eine gefürchtete Plage, die als Ozeanversauerung bekannt ist.

330 Wissenschaftler aus der ganzen Welt versammelten sich zum vierjährlichen Ocean in einem High CO2 World Symposium, das vom 3. bis 6. Mai in Tasmaniens Hauptstadt Hobart stattfand Auswirkungen auf den Ozean ist ein Gespräch über Ozeanversauerung.  Der Hintergrund-pH-Wert des Ozeans sinkt – und die Auswirkungen sind überall messbar. Auf dem Symposium hielten Wissenschaftler 218 Präsentationen und teilten 109 Poster, um zu erklären, was über die Ozeanversauerung bekannt ist und was über ihre kumulative Wechselwirkung mit anderen Ozeanstressoren gelernt wird.

Der Säuregehalt des Ozeans hat in weniger als 30 Jahren um etwa 100 % zugenommen.

Dies ist der schnellste Anstieg seit 300 Millionen Jahren; und ist 20-mal schneller als das letzte schnelle Versauerungsereignis, das vor 56 Millionen Jahren während des Paläozän-Eozän-Thermalmaximums (PETM) stattfand. Langsame Veränderung ermöglicht Anpassung. Der schnelle Wandel gewährt weder Zeit noch Raum für die Anpassung oder biologische Evolution von Ökosystemen und Arten oder den menschlichen Gemeinschaften, die von der Gesundheit dieser Ökosysteme abhängen.

Dies war das vierte Ocean in a High CO2 World Symposium. Seit dem ersten Treffen im Jahr 2000 hat sich das Symposium von einer Versammlung entwickelt, um die frühen wissenschaftlichen Erkenntnisse über das Was und Wo der Ozeanversauerung auszutauschen. Nun bekräftigt das Treffen die reifenden Beweise über die Grundlagen der sich verändernden Chemie des Ozeans, konzentriert sich jedoch viel mehr auf die Bewertung und Projektion komplexer ökologischer und sozialer Auswirkungen. Dank der schnellen Fortschritte im Verständnis der Ozeanversauerung untersuchen wir jetzt die physiologischen und verhaltensbezogenen Auswirkungen der Ozeanversauerung auf Arten, die Wechselwirkungen zwischen diesen Auswirkungen und anderen Ozeanstressoren und wie diese Auswirkungen Ökosysteme verändern und die Vielfalt und Gemeinschaftsstruktur beeinflussen in Meereslebensräumen.

Ich betrachte dieses Treffen als eines der unglaublichsten Beispiele der Zusammenarbeit als Antwort auf eine Krise, an der ich teilnehmen durfte. Die Treffen sind reich an Kameradschaft und Zusammenarbeit – vielleicht aufgrund der Teilnahme so vieler junger Frauen und Männer in diesem Bereich. Außergewöhnlich ist dieses Treffen auch deshalb, weil so viele Frauen in Führungspositionen tätig sind und auf der Rednerliste stehen. Ich denke, man kann argumentieren, dass das Ergebnis ein exponentieller Fortschritt in der Wissenschaft und im Verständnis dieser sich entfaltenden Katastrophe war. Wissenschaftler haben sich gegenseitig auf die Schultern gestellt und das globale Verständnis durch Zusammenarbeit beschleunigt, Revierkämpfe, Konkurrenz und Egoismus minimiert.

Leider steht das gute Gefühl, das durch die Kameradschaft und die große Beteiligung junger Wissenschaftler hervorgerufen wird, in direktem Gegensatz zu den deprimierenden Nachrichten. Unsere Wissenschaftler bestätigen, dass die Menschheit vor einer Katastrophe von monumentalen Ausmaßen steht.

Ozeanversauerung

1. Ist das Ergebnis davon, dass jedes Jahr 10 Gigatonnen Kohlenstoff in den Ozean gelangen

2. Hat saisonale und räumliche sowie Photosynthese-Respirationsvariabilität

3. Verändert die Fähigkeit des Ozeans, Sauerstoff zu erzeugen

4. Unterdrückt die Immunreaktionen vieler Arten von Meerestieren

5. Erhöht die Energiekosten zur Bildung von Muscheln und Riffstrukturen

6. Verändert die Schallübertragung im Wasser

7. Beeinflusst olfaktorische Hinweise, die es Tieren ermöglichen, Beute zu finden, sich zu verteidigen und zu überleben

8. Reduziert sowohl die Qualität als auch den Geschmack von Lebensmitteln aufgrund der Wechselwirkungen, die mehr toxische Verbindungen erzeugen

9. Verschärft hypoxische Zonen und andere Folgen menschlicher Aktivitäten

Ozeanversauerung und globale Erwärmung werden zusammen mit anderen anthropogenen Stressoren wirken. Wir beginnen noch zu verstehen, wie die möglichen Wechselwirkungen aussehen werden. So wurde beispielsweise festgestellt, dass das Zusammenspiel von Hypoxie und Ozeanversauerung den Sauerstoffmangel in Küstengewässern verschlimmert.

Während die Ozeanversauerung ein globales Problem ist, werden die Lebensgrundlagen der Küsten durch die Ozeanversauerung und den Klimawandel beeinträchtigt, und daher werden lokale Daten benötigt, um die lokale Anpassung zu definieren und zu informieren. Das Sammeln und Analysieren lokaler Daten ermöglicht es uns, unsere Fähigkeit zu verbessern, Ozeanveränderungen auf mehreren Skalen vorherzusagen und dann Management- und Politikstrukturen anzupassen, um lokale Stressfaktoren anzugehen, die die Folgen eines niedrigeren pH-Werts verschlimmern können.

Es gibt große Herausforderungen bei der Beobachtung der Ozeanversauerung: Variabilität chemischer Veränderungen in Zeit und Raum, die mit mehreren Stressoren kombiniert werden und zu mehreren möglichen Diagnosen führen können. Wenn wir viele Treiber kombinieren und die komplexe Analyse durchführen, um zu bestimmen, wie sie kumulieren und interagieren, wissen wir, dass der Wendepunkt (Auslösung des Aussterbens) höchstwahrscheinlich jenseits der normalen Variabilität liegt und für einige der mehr schneller ist als die Evolutionsfähigkeit komplexe Organismen. Mehr Stressoren bedeuten also ein höheres Risiko für den Zusammenbruch des Ökosystems. Da die Überlebensleistungskurven von Arten nicht linear sind, werden sowohl ökologische als auch ökotoxikologische Theorien benötigt.

Daher muss die Beobachtung der Ozeanversauerung so konzipiert sein, dass sie die Komplexität der Wissenschaft, die vielfältigen Treiber, die räumliche Variabilität und die Notwendigkeit von Zeitreihen integriert, um ein genaues Verständnis zu erhalten. Mehrdimensionale Experimente (mit Blick auf Temperatur, Sauerstoff, pH-Wert usw.), die eine größere Vorhersagekraft haben, sollten aufgrund des dringenden Bedarfs an einem besseren Verständnis bevorzugt werden.

Eine erweiterte Überwachung wird auch bestätigen, dass sich der Wandel schneller vollzieht, als die Wissenschaft vollständig zum Verständnis sowohl des Wandels als auch seiner Auswirkungen auf lokale und regionale Systeme herangezogen werden kann. Daher müssen wir die Tatsache akzeptieren, dass wir Entscheidungen unter Unsicherheit treffen werden. In der Zwischenzeit ist die gute Nachricht, dass ein (keine Reue) Resilienzansatz den Rahmen für die Gestaltung praktischer Antworten auf die negativen biologischen und ökologischen Auswirkungen der Ozeanversauerung bilden kann. Dies erfordert Systemdenken in dem Sinne, dass wir auf bekannte Exazerbatoren und Beschleuniger abzielen und gleichzeitig bekannte Minderer und adaptive Reaktionen verbessern können. Wir müssen den Aufbau lokaler Anpassungskapazitäten anstoßen; und so eine Kultur der Anpassung aufbauen. Eine Kultur, die die Zusammenarbeit bei der Gestaltung der Politik fördert und die Bedingungen schafft, die eine positive Anpassung begünstigen und die richtigen Anreize finden.

Wir wissen, dass Extremereignisse solche Anreize für soziale Kapitalzusammenarbeit und eine positive Gemeinschaftsethik schaffen können. Wir können bereits sehen, dass die Ozeanversauerung eine Katastrophe ist, die die Selbstverwaltung der Gemeinschaft vorantreibt, die mit Zusammenarbeit verbunden ist und soziale Bedingungen und die Gemeinschaftsethik zur Anpassung ermöglicht. In den USA haben wir mehrere Beispiele für Reaktionen auf die Ozeanversauerung, die von Wissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern auf staatlicher Ebene informiert wurden, und wir streben nach mehr.

Als Beispiel für eine spezifische, kooperative Anpassungsstrategie wird die Herausforderung der vom Menschen verursachten Hypoxie bewältigt, indem landbasierte Quellen von Nährstoffen und organischen Schadstoffen angegangen werden. Solche Aktivitäten reduzieren die Nährstoffanreicherung, was ein hohes Maß an Sauerstoffentzug durch die biologische Atmung fördert). Wir können auch überschüssiges Kohlendioxid aus Küstengewässern extrahieren Anpflanzung und Schutz von Seegraswiesen, Mangrovenwäldern und Salzwassersumpfpflanzen.  Beide Aktivitäten können die lokale Wasserqualität verbessern, um die Widerstandsfähigkeit des Gesamtsystems zu stärken, und bieten gleichzeitig zahlreiche andere Vorteile für die Lebensgrundlagen der Küsten und die Gesundheit der Ozeane.

Was können wir sonst noch tun? Wir können gleichzeitig vorbeugend und proaktiv sein. Pazifische Insel- und Ozeanstaaten können dabei unterstützt werden, Umweltverschmutzung und Überfischung zu reduzieren. Das Potenzial der Ozeanversauerung, sich negativ auf die zukünftige Primärproduktion der Ozeane auszuwirken, muss gestern in unsere nationale Fischereipolitik aufgenommen werden.

Wir haben einen moralischen, ökologischen und ökonomischen Imperativ, die CO2-Emissionen so schnell wie möglich zu reduzieren.

Lebewesen und Menschen sind auf einen gesunden Ozean angewiesen, und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf den Ozean haben dem Leben darin bereits erheblichen Schaden zugefügt. Zunehmend werden auch Menschen Opfer des von uns geschaffenen Ökosystemwandels.

Unsere Welt mit hohem CO2-Ausstoß ist es bereits here.  

Über die schlimmen Folgen einer fortschreitenden Versauerung des Ozeanwassers sind sich die Wissenschaftler einig. Sie sind sich einig über die Beweise, die die Wahrscheinlichkeit stützen, dass negative Folgen durch gleichzeitig auftretende Stressfaktoren durch menschliche Aktivitäten verschlimmert werden. Es besteht Einigkeit darüber, dass auf allen Ebenen Schritte unternommen werden können, die Resilienz und Anpassung fördern. 

Kurz gesagt, die Wissenschaft ist da. Und wir müssen unsere Überwachung erweitern, damit wir die lokale Entscheidungsfindung informieren können. Aber wir wissen, was wir tun müssen. Wir müssen nur den politischen Willen dazu finden.