Im Rahmen des EU-Projekts ECOTIP hat ein internationales Forscherteam, zu dem auch das Helmholtz-Zentrum Hereon gehörte, das Meer vor Grönland umfassend untersucht, um dessen Entwicklung angesichts von Klimawandel und Umweltverschmutzung zu analysieren. Ein Großteil der Proben wurde in den Laboren des Hereon untersucht, während die Datenauswertung im Rahmen des EU-Projekts SEA-Quester erfolgte. Die Ergebnisse sind sowohl erstaunlich als auch besorgniserregend: Das Meer enthält beispielsweise noch immer Blei aus ehemaligen Benzin-Zusatzstoffen, obwohl diese bereits seit rund 30 Jahren verboten sind.
Nährstoffe, gelöstes Kohlendioxid und Spurenelemente bilden die essenzielle Nahrungsgrundlage in den Ozeanen und sind für zahlreiche natürliche Prozesse von Bedeutung. Der menschengemachte Klimawandel beeinflusst diese kritische Meereschemie jedoch erheblich: Beispielsweise gelangen überschüssige Nährstoffe von landwirtschaftlichen Flächen über Flüsse in die Meere, während die Industrie neuartige, teils giftige Stoffe freisetzt. Diese Veränderungen können weltweit gefährliche Folgen für die Ökosysteme haben.
Um die durch den Menschen verursachte Veränderung der marinen Lebensgrundlage zu quantifizieren, untersuchte ein internationales Forschungsteam im Rahmen des EU-Projekts ECOTIP das Meer vor der Westküste Grönlands intensiv. Die Expedition (organisiert von DTU Aqua mit dem Forschungsschiff „Dana“) lieferte die Datenbasis. ECOTIP steht dabei für die Erforschung der Folgen arktischer Biodiversitätsveränderungen (Arctic biodiversity change and its consequences), während die anschließende Datenauswertung im EU-Projekt SEA-Quester erfolgte, welches sich mit der Produktion, dem Export und der Speicherung von blauem Kohlenstoff (Blue Carbon) in polaren Ökosystemen befasst.
Das Erbe der Blei-Ära
Die Arktis steht besonders im Fokus der Klimawandelfolgen, da sie sich deutlich schneller erwärmt als der Rest der Erde. Das Forschungsteam entnahm daher an über 30 Standorten Wasserproben von der Oberfläche bis in mehrere Hundert Meter Tiefe. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Hereon-Institut für Kohlenstoff-Kreisläufe analysierten Hunderte dieser Proben auf chemische Stoffe mithilfe von Methoden, die selbst feinste Spuren bestimmter Substanzen nachweisen können.
Unter den gemessenen Schadstoffen stach Blei besonders hervor. Dieses Schwermetall wurde bis in die 1990er-Jahre Benzin beigemischt und gelangte so in großen Mengen in die Umwelt. Über Luftströmungen transportiert, wanderte es aus den dicht besiedelten Regionen der Erde bis in die Arktis. Die Ergebnisse zeigen, dass es dort, vor allem im Süden Grönlands, das näher an den USA und Europa liegt, immer noch in hohen Konzentrationen nachweisbar ist. Die Hereon-Wissenschaftlerin und Erstautorin Claudia Elena Schmidt erklärte dazu: „Wir haben festgestellt, dass es auch weiter im Norden zu finden ist. Es gelangt über Meeresströmungen aus dem Süden dorthin. An diesem Beispiel kann man sehr gut sehen, wie lange solche Schwermetalle in der Natur verbleiben“ – eine Warnung für die Zukunft und den Umgang mit heutigen Problemstoffen.
Fortschreitende Versauerung
Auch die Zunahme des Klimagases CO2 wirkt sich auf das Meer aus. CO2 aus der Atmosphäre löst sich im Wasser und bildet dort – stark vereinfacht – Kohlensäure. Es trägt somit zur Versauerung des Ozeans bei. Letztlich stößt dieser Prozess eine chemische Kettenreaktion an, die die Konzentration von Kalziumkarbonat im Wasser senkt. Muscheln und Schnecken benötigen Kalziumkarbonat jedoch dringend für den Bau ihrer Schalen und Gehäuse. Je weniger davon im Wasser vorhanden ist, desto mehr Energie müssen die Tiere aufbringen, um es aus dem Meer zu filtern. Sollte die Versauerung weiter fortschreiten, kann dies den Bau ihrer Kalkschalen, ihr Wachstum und ihre Fortpflanzung zunehmend negativ beeinträchtigen. Die erhobenen Daten belegen, dass in den arktischen Gewässern ein deutlich sichtbarer Versauerungstrend existiert.
Die Ergebnisse der Studie liefern eine umfassende Momentaufnahme vom Zustand des Meeres vor Grönland und tragen maßgeblich dazu bei, den Einfluss des Klimawandels auf die Meereschemie zu verstehen. „Damit ist es uns gelungen, Wissenslücken zu schließen, weil viele Stoffe dort seit Jahrzehnten nicht mehr gemessen worden sind“, betont Claudia Elena Schmidt. „Die Metalle zum Beispiel wurden zuletzt in den 1990er-Jahren genauer untersucht.“
Spitzenforschung für eine Welt im Wandel
Das Helmholtz-Zentrum Hereon hat sich den Erhalt einer lebenswerten Welt zum Ziel gesetzt. Zu diesem Zweck generieren rund 1000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Wissen und erforschen neue Technologien, um die Resilienz und Nachhaltigkeit – zum Wohle von Klima, Küste und Mensch – zu fördern. Der Weg von der Idee zur Innovation erfolgt über ein kontinuierliches Wechselspiel aus Experimentalstudien, Modellierungen und Künstlicher Intelligenz bis hin zu Digitalen Zwillingen, welche die vielfältigen Parameter von Klima und Küste oder der Biologie des Menschen im Rechner abbilden. Durch diesen interdisziplinären Ansatz wird der Bogen vom grundlegenden wissenschaftlichen Verständnis komplexer Systeme hin zu Szenarien und praxisnahen Anwendungen gespannt. Als aktives Mitglied in nationalen und internationalen Forschungsnetzwerken und im Verbund der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt das Hereon mit dem Transfer der gewonnenen Expertise Politik, Wirtschaft und Gesellschaft bei der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft.
Quelle
Helmholtz-Zentrum Hereon (12/2025)