13.03.2025/Kiel. Wie reagieren Plankton-Gemeinschaften auf eine Erhöhung der Alkalinität in verschiedenen Regionen des Ozeans? Diese Frage steht im Mittelpunkt des internationalen Forschungsprojekts Ocean Alkalinity Enhancement Pelagic Impact Intercomparison Project (OAEPIIP). Im Rahmen dieser ersten weltweit koordinierten Vergleichsstudie werden an 19 Standorten standardisierte Experimente durchgeführt - darunter auch am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Hier nutzen die Forschenden Ostseewasser, das sie jetzt in der Eckernförder Bucht entnommen haben. Damit beginnt ein Messmarathon, mit dem bis Ende des Jahres Daten von allen Kontinenten gewonnen werden.

Die Erhöhung der Alkalinität über die Zugabe einer alkalischen Substanz ist eine vielversprechende Klimaschutzmaßnahme. Die Methode, im Englischen ocean alkalinity enhancement (OAE) genannt, soll das Speichervermögen des Ozeans für Kohlendioxid (CO2) erhöhen und dabei gleichzeitig lokal der Versauerung entgegenwirken. OAE ahmt den natürlichen Prozess der Gesteinsverwitterung nach. Eine weltweite Vergleichsstudie untersucht nun, wie Plankton - die winzigen Lebewesen im Meer an der Basis des Nahrungsnetzes - auf diese Maßnahme reagieren.

Experimente an 19 Standorten rund um die Welt

Das "Ocean Alkalinity Enhancement Pelagic Impact Intercomparison Project (OAEPIIP)" - auf Deutsch "Vergleichsprojekt zu den Auswirkungen der Alkalinitätserhöhung im Ozean auf im freien Wasser schwimmende Organismen" - wird von Prof. Dr. Lennart Bach, Meeresbiologe an der Universität von Tasmanien (Australien) koordiniert. 19 Forschungsgruppen aus verschiedenen Teilen der Welt werden in diesem Jahr standardisierte Experimente in abgeschlossenen 55-Liter-Behältern durchführen. Diese so genannten Mikrokosmen sind Experimentiersysteme, in denen die Forschenden Veränderungen in der Zusammensetzung von Planktongemeinschaften und biogeochemischen Parametern infolge der Alkalinitätserhöhung beobachten können.

Untersuchung der Planktonreaktion in der Ostsee und in tropischen Gewässern

Das GEOMAR beteiligt sich mit zwei Untersuchungen in ganz verschiedenen Umgebungen: Dr. Giulia Faucher, Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe Biogeochemische Prozesse, untersucht die Auswirkungen der OAE auf Planktongemeinschaften in gemäßigten Breiten. Dafür begann sie am Freitag mit der Befüllung der Mikrokosmen von Bord des Forschungskutters LITTORINA aus an der Zeitserienstation Boknis Eck (Eckernförder Bucht). "Die verwendeten Behälter, die Art und Weise, wie sie befüllt werden, wie die Alkalinität hinzugefügt wird und welche Messungen gemacht werden - all das ist standardisiert, um die Vergleichbarkeit der Studien zu gewährleisten", sagt Giulia Faucher.

Ihre Kollegin aus der gleichen Arbeitsgruppe, Dr. Leila Kittu, wird dasselbe Experiment ab Mai in tropischen Gewässern vor Kenia durchführen. Dafür hat sie eine neue Kooperation zwischen dem GEOMAR, dem Kenya Marine Fisheries Research Institute (KMFRI) und der Technischen Universität Mombasa (TUM) aufgebaut.

Standardisierung für Vergleichbarkeit weltweit

OAEPIIP ist die erste weltweit koordinierte Vergleichsstudie zur Alkalinitätserhöhung im Ozean. "Diese standardisierten Experimente ermöglichen es uns, die ökologischen Auswirkungen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu vergleichen - von gemäßigten Breiten bis zu tropischen Gewässern, von nährstoffarmen bis nährstoffreichen Regionen", sagt Giulia Faucher.

Die Ergebnisse fließen in eine umfassende Meta-Analyse ein, die neue Erkenntnisse zu den potenziellen Auswirkungen der OAE liefert - entscheidende Informationen für politische Entscheidungstragende, die eine großflächige Anwendung dieser Methode als Maßnahme gegen den Klimawandel in Betracht ziehen.

Hintergrund: Alkalinitätserhöhung im Ozean

Die Methode der Alkalinitätserhöhung im Ozean (auf Englisch ocean alkalinity enhancement, OAE) ahmt die natürliche Gesteinsverwitterung nach, die über geologische Zeiträume die Alkalinität des Ozeans erhöht. Da jedoch der menschengemachte CO2-Eintrag etwa hundertmal schneller erfolgt als dieser natürliche Prozess, beschleunigt OAE diesen Mechanismus durch die direkte Zugabe von alkalischen Mineralien ins Meerwasser. Diese Zugabe erhöht den pH-Wert und die Konzentration von Karbonat-Ionen, wodurch das Wasser mehr CO2 chemisch binden kann. Gleichzeitig kann die Steigerung des pH-Wertes eine lokal puffernde Wirkung gegen Ozeanversauerung entfalten.