Tauchroboter entdecken überraschende CO2-Quelle im antarktischen Winter

Geschrieben von Dr. Michael Wenger am 09. September 2018. Veröffentlicht in Forschung & Umwelt.

Das Südpolarmeer wird allgemein als grosse Kohlendioxid-Senke betrachtet. Doch neueste Messergebnisse, die von autonomen Tauchrobotern erhoben worden sind, zeichnen ein anderes Bild: Im Winter entweichen nahe der Packeisgrenze grössere Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre als bisher angenommen. Dies kann signifikante Auswirkungen auf die CO2-Bilanz in der Atmosphäre haben und die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde erwärmt.

Das Packeis hält Antarktika während der Wintermonate fest im Griff und die klimatischen und physikalischen Bedingungen hatten bisher fast alle Arten von Forschung an der Packeiskante verhindert. Mit dem Einsatz von automatisch gesteuerten Robotern erhalten die Wissenschaftler wertvolle Daten. Bild: Michael Wenger

Das Südpolarmeer gehört im Winter zu den ungastlichsten Orten der Welt. Starke Stürme, dickes Eis und tiefe Temperaturen sind nicht gerade der perfekte Hintergrund, um Forschung betreiben zu können, vor allem über längere Zeit. Abhilfe schafft der Einsatz von sogenannten ROVs, Remote-operated vehicles, oder auch Roboter. Diese Unterwasserfahrzeuge können selbständig über einen längeren Zeitraum verschiedenste Daten über und unter Wasser sammeln und via Satelliten-Uplink direkt an die Zentrale senden. Zurzeit treiben für das Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modelling Projekt SOCCOM rund 100 solche Geräte im Südpolarmeer. In einer kürzlich veröffentlichten Studie der Universitäten Washington (UW), Princeton (PU) und des Monterey Bay Aquarium Forschungsinstitutes (MB) zeigten die Daten der Fahrzeuge, dass im antarktischen Winter nahe der Packeisgrenze mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt als bisher angenommen. „Diese Resultate kamen als grosse Überraschung, da frühere Studien gezeigt hatten, dass das Südpolarmeer sehr viel CO2 absorbiert“, erklärt die Hauptautorin Dr. Alison Gray von der UW. „Sollte das nicht stimmen, wie unsere Daten zeigen, bedeutet das, dass wir die Rolle des Südpolarmeeres im Kohlenstoffkreislauf und im Klima neu überdenken müssen.“

Die Drohnen werden von Forschern zu Wasser gelassen und sind danach autonom unterwegs, um Daten zu sammeln. Nach einer festgelegten Zeit werden sie dann wieder eingesammelt, damit sie nicht als Müll umhertreiben. Bild Greta Shum, UW

Der Leiter des SOCCOM-Projektes, Dr. Jorge Sarmiento von der PU meint: „Das ist faszinierendste Forschung: Eine grosse Herausforderung an unser gegenwärtiges Verständnis, hervorgerufen durch herausragende Beobachtungen und Messungen neuester Technologien in einem bisher unbekannten Gebiet. Unsere Beobachtungen haben wichtige Konsequenzen für unser Verständnis über den globalen Kohlenstoffkreislauf. Wir glauben, dass das Südpolarmeer gegenwärtig praktisch im Gleichgewicht zwischen Kohlenstoffaufnahme und –abgabe in die Atmosphäre steht. Ganz im Gegenteil zur bisherigen Annahmen, dass das Meer vor allem aufnimmt. Unser Resultat wird widerlegt, wenn irgendwo im Südpolarmeer eine bisher unentdeckte Kohlenstoffsenke entdeckt wird“, erklärt Sarmiento. Die neuen Beobachtungen wurden durch Instrumenten gewonnen, die mit den Strömungen driften und auch selbstständig Messungen in verschiedenen Tiefen durchführen können. Dabei können sie in bis zu 2 Kilometer Tiefe abtauchen und verschiedene Wassereigenschaften messen, darunter den pH-Wert. Dadurch konnten die Forscher die Mengen an gelöstem CO2 berechnen und zu den neuen Resultaten gelangen. „Es ist nicht überraschend, dass das Wasser in dieser Region ausgast, da es sehr reich an Kohlenstoff ist. Aber wir haben klar die Grössenordnung unterschätzt, weil wir kaum Daten aus dem Südpolarmeer im Winter hatten“, erklärt Dr. Gray weiter. „Es gibt aber sicherlich grosse Unterschiede im Zeitraum von Jahrzehnten. Und die Modelle sind sehr breit gefächert. Die SOCCOM-Roboter liefern uns jetzt Daten zu Zeitpunkten und von Orten, von denen wir bisher nichts hatten. Diese Daten sind enorm wertvoll zur Verbesserung unserer Modelle und unserem Verständnis der Kohlenstoff-Trends.“