Die Form und die Tiefe des Meeresbodens bestimmen nach Ansicht von Experten, wie Kohlenstoff gespeichert wird
Eine neue Studie zeigt, dass die Form und die Tiefe des Meeresbodens bis zu 50 Prozent der Veränderungen in der Tiefe erklären, in der Kohlenstoff in den letzten 80 Millionen Jahren im Ozean gebunden wurde.
Die Bewegung von Kohlenstoff zwischen der Atmosphäre, den Ozeanen und den Kontinenten (der Kohlenstoffkreislauf) ist ein grundlegender Prozess, der das Erdklima reguliert. Einige Faktoren, wie Vulkanausbrüche oder menschliche Aktivitäten, emittieren Kohlendioxid in die Atmosphäre. Andere, wie Wälder und Ozeane, nehmen dieses CO2 auf. In einem gut regulierten System wird die richtige Menge an CO2 emittiert und absorbiert, um ein gesundes Klima zu erhalten.
Die Kohlenstoffsequestrierung ist eine Taktik im derzeitigen Kampf gegen den Klimawandel.
Form und Tiefe des Meeresbodens beeinflussen die CO2-Speicherung
Eine neue Studie zeigt, dass die Form und die Tiefe des Meeresbodens bis zu 50 % der Veränderungen in der Tiefe erklären, in der Kohlenstoff in den letzten 80 Millionen Jahren im Ozean gebunden wurde. Zuvor waren diese Veränderungen anderen Ursachen zugeschrieben worden.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass der Ozean, der größte Kohlenstoffspeicher der Erde, die Menge des atmosphärischen Kohlendioxids direkt steuert. Doch bisher war nicht genau bekannt, wie sich Veränderungen der Topographie des Meeresbodens im Laufe der Erdgeschichte auf die Fähigkeit des Ozeans zur Kohlenstoffbindung auswirken.
Die Arbeit ist in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. "Wir konnten zum ersten Mal zeigen, dass die Form und Tiefe des Meeresbodens eine wichtige Rolle im langfristigen Kohlenstoffkreislauf spielen", sagt Matthew Bogumil, Hauptautor der Studie.
Der langfristige Kohlenstoffkreislauf setzt sich aus vielen beweglichen Teilen zusammen, die alle auf unterschiedlichen Zeitskalen arbeiten. Eine dieser Komponenten ist die Bathymetrie des Meeresbodens: die durchschnittliche Tiefe und Form des Meeresbodens. Diese wiederum wird durch die relative Position der Kontinente und Ozeane, den Meeresspiegel und die Strömung im Erdmantel gesteuert.
"Modelle des Kohlenstoffkreislaufs in der Erdgeschichte betrachten die Bathymetrie des Meeresbodens im Allgemeinen als einen festen oder sekundären Faktor", sagte Tushar Mittal, Mitautor der Studie und Professor für Geowissenschaften an der Massachusetts State University in Pennsylvania. Die neue Forschungsarbeit rekonstruierte die Bathymetrie der letzten 80 Millionen Jahre und verknüpfte die Daten mit einem Computermodell, das die Kohlenstoffspeicherung im Meer misst.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Alkalinität des Ozeans, der Sättigungszustand des Kalzits und die Tiefe des Karbonatabbaus weitgehend von den Veränderungen in den flachen Teilen des Meeresbodens (etwa 600 Meter oder weniger) und der Verteilung der tieferen Meeresregionen (mehr als 1.000 Meter) abhingen. Diese drei Messungen sind entscheidend für das Verständnis der Kohlenstoffspeicherung am Meeresboden.
Die Forscher stellten außerdem fest, dass für die geologische Ära des Känozoikums die Bathymetrie allein zwischen 33 % und 50 % der beobachteten Schwankungen bei der Kohlenstoffbindung ausmachte, und kamen zu dem Schluss, dass die Forscher, indem sie bathymetrische Veränderungen ignorieren, Veränderungen bei der Kohlenstoffbindung fälschlicherweise anderen, weniger wichtigen Faktoren zuschreiben, wie dem atmosphärischen CO₂, der Temperatur der Wassersäule sowie Silikaten und Karbonaten, die von Flüssen ins Meer transportiert werden.
"Indem wir untersuchen, was die Natur in der Vergangenheit getan hat, können wir mehr über die möglichen Ergebnisse und die Praktikabilität der Sequestrierung im Meer zur Abschwächung des Klimawandels lernen.
Hinweis auf die Studie:
Matthew Bogumil et al, The effects of bathymetry on the long-term carbon cycle and CCD, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2400232121