Berge umgeben den Golf von Alaska in dieser Ansicht von einem wissenschaftlichen Forschungsschiff. Ein neues Hilfsmittel steht zur Verfügung, um die Ozeanversauerung im Golf zu verstehen.
Ein neues wissenschaftliches Modell und ein dazugehöriges Webtool werden Wissenschaftlern, Ressourcenmanagern, Fischern und Entscheidungsträgern helfen, die Ozeanversauerung im Golf von Alaska zu verstehen.
Ozeanversauerung ist ein Begriff für den fortschreitenden Rückgang des pH-Werts in den Ozeanen der Welt. Sie tritt auf, wenn das vom Menschen verursachte Kohlendioxid, das sich in der Luft ansammelt, vom Meer aufgenommen wird, wodurch der pH-Wert sinkt und oft schlechte Bedingungen für Krebse, Mollusken und andere Meeresorganismen entstehen.
Trotz ihrer Bedeutung für die kommerzielle und Subsistenzfischerei ist die Versauerung der Ozeane in Alaska kaum bekannt. Die Forscherin Claudine Hauri von der University of Alaska Fairbanks arbeitet daran, dies zu ändern, indem sie eine Möglichkeit schafft, Hotspots der Ozeanversauerung, saisonale Muster und langfristige Trends zu identifizieren.
Hauri, eine chemische Ozeanografin am International Arctic Research Center der UAF, und ihr Team haben ein benutzerfreundliches Webtool entwickelt. Damit kann man Karten erstellen, Daten aufzeichnen und Statistiken für über 100 Ozeanvariablen anzeigen, darunter Temperatur, Salzgehalt, pH-Wert und Kohlendioxid im Wasser. Viele der Variablen stehen im Zusammenhang mit der Versauerung der Ozeane und dem Klimawandel.
Die Daten sind dreidimensional, so dass die Nutzer des Tools die Bedingungen in verschiedenen Tiefen untersuchen können. Außerdem können sie Simulationen aus über 30 Jahren vergleichen, um zu sehen, wie sich die Ozeanversauerung verändert.
Das Team entwickelte das Tool mit Hilfe eines Ozeanversauerungsmodells, das physikalische, biogeochemische und hydrologische Ozeanmodelle zusammenführte, um die vergangenen Bedingungen im Golf von Alaska von 1980-2013 zu reproduzieren. Hauri plant, das Modell bis in die Gegenwart und, je nach Finanzierung, in die Zukunft zu erweitern.
„Diese Modellsimulation ist etwas Besonderes, weil sie lang ist und bis 1980 zurückreicht und durch eine Süßwassersimulation informiert wird, die den Flusseintrag von Tausenden von Flüssen und Bächen entlang der Küste nachahmt“, so Hauri.
Ein Bildschirmausschnitt aus dem Webtool zur Ozeanversauerung im Golf von Alaska zeigt, wie der pH-Wert in der Region in verschiedenen Tiefen und im Laufe der Zeit variiert.
Da der pH-Wert in der Regel in der Nähe von Flussmündungen und Gletschern niedriger ist, war es ein entscheidender Unterschied zu früheren Modellen zur Ozeanversauerung zu berücksichtigen, wo, wann und wie viel Süßwasser in den Ozean gelangt. Frühere Modelle deckten auch viel kürzere Zeiträume ab oder berücksichtigten nicht, wie die Ozeanversauerung räumlich oder von einem Jahr zum nächsten variiert.
„Dieses System ist räumlich und zeitlich so variabel, dass man nicht einfach ein paar Jahre betrachten und sagen kann, dass es sich um Ozeanversauerung handelt“, erklärte Hauri. „Man braucht viel mehr Zeit, um sicher zu sein, dass es sich um einen langfristigen Trend handelt.“
Um die Effektivität des Modells zu bewerten, verwendete Hauri ihr Modell, um die Bedingungen der Vergangenheit zu reproduzieren, die während der halbjährlichen wissenschaftlichen Kreuzfahrten von Seward aus beobachtet wurden.
„Soweit wir wissen, haben wir die saisonale Variabilität aus den Beobachtungen wirklich gut erfasst“, sagte Hauri.
Für eine bessere Simulation und Bewertung der Unterschiede von Jahr zu Jahr, so Hauri, sind mehr Beobachtungen erforderlich. Glücklicherweise hilft das Modell den Wissenschaftlern bei der Festlegung von Prioritäten für die künftige Forschung.
Nina Bednarsek ist eine der ersten Anwenderinnen des Modells. Bednarsek ist biologische Ozeanografin am Southern California Coastal Water Research Project und bewertet das Risiko der Ozeanversauerung für Pteropoden, eine häufig vorkommende Meeresschnecke, die für Lachse im Golf von Alaska wichtig ist. Die Arbeit stützt sich auf Hauris Modell zur Identifizierung von Hotspots der Ozeanversauerung und von Jahreszeiten, in denen die Bedingungen schlecht sind.
„Eine biologische Interpretation der Risiken ist ohne ein solches Modell fast unmöglich“, so Bednarsek.
Bednarsek kombiniert ihr Wissen darüber, wo Pteropoden leben und wie empfindlich sie auf die Ozeanversauerung reagieren, mit Hauris Daten zur Ozeanversauerung. Gemeinsam zeigen sie, wie stark Pteropoden bereits der Ozeanversauerung ausgesetzt sind, ob sich ihr Lebensraum in den letzten drei Jahrzehnten verändert hat und ob sie in bestimmten Lebensstadien gefährdet sind. Bednarsek sagte, dass die Arbeit direkte Auswirkungen auf die Fischereimanager hat.
Als Nächstes nutzt Hauri das Modell, um zu untersuchen, wie sich der Klimawandel, d. h. die Erwärmung der Temperatur und mehr Süßwasser durch schmelzende Gletscher, auf die Versauerung der Meere im Golf auswirkt. Wird sie sich verlangsamen oder beschleunigen?
Diese Arbeit wird in einer wissenschaftlichen Abhandlung beschrieben, die am 29. Juli 2020 in der Zeitschrift Biogeosciences veröffentlicht wurde.
Zu den Koautoren gehören Cristina Schultz, Katherine Hedstrom, Seth Danielson, Brita Irving, Scott Doney, Raphael Dussin, Enrique Curchitser, David Hill und Charles Stock.
Zusätzliche Kontakte: Claudine Hauri, [email protected]; Nina Bednarsek, [email protected]