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Ökologische Prozesse   Der Kohlenstoffkreislauf   
Der Kohlenstoffkreislauf im Meer, Ecomare

Der Kohlenstoffkreislauf

Kohlendioxid bildet einen Anteil von 1,6 % aller im Meerwasser gelösten Gase. Der jährliche Austausch an Kohlendioxid zwischen Ozean und Atmosphäre ist gigantisch. Es wird geschätzt, dass es sich hierbei um 100 Gigatonnen pro Jahr handelt. Insgesamt befinden sich ungefähr 40.000 Gigatonnen Kohlenstoff in den Ozeanen dieser Erde. Alle sieben Jahre tauscht sich das Kohlendioxid der Atmosphäre (700 Gigatonnen) mit dem Kohlendioxid des Oberflächenwassers der Meere aus. Kohlendioxid ist lebenswichtig für das Ökosystem dieser Erde: ohne CO2 würde kein (pflanzliches) Leben möglich sein. Die 'Gerüste' der Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate besteht aus Kohlenstoff. Aber ebenso steht Kohlendioxid an erster Stelle, wenn es um den Treibhauseffekt geht. Laut Wissenschaftler werden durch die Aufnahme von CO2 die Ozeane übersäuern, mit weitreichenden Folgen für das Meeresleben.

  • Kohlendioxidaufnahme durch die Nordsee

    Meerwasser kann auf zwei Arten Kohlendioxid aufnehmen. Die erste Art ist die mit Hilfe einer 'physischen Pumpe': CO2 aus der Luft wird vom Wasser aufgenommen, weil die CO2-Konzentration in der Luft größer als im Meerwasser ist. Da die Natur immer probiert, ein Gleichgewicht herzustellen, strömt das Kohlendioxid in die Oberfläche des Meeres. Im Winter kühlt das Oberflächenwasser in den kalten Polarmeeren ab und wird etwas schwerer. Durch das Eigengewicht sinkt dieses Wasser in die Tiefe und nimmt das CO2 mit.
    Die zweite Art ist die Festlegung des Kohlendioxides in Algen durch die Photosynthese. Dieser Mechanismus spielt in der Nordsee eine wichtige Rolle. Algen wachsen in den oberen Wasserschichten und bilden ihr Zellmaterial, indem sie das CO2 aus dem Meerwasser aufnehmen. So gibt es im Wasser wieder Platz für CO2 aus der Luft. Die Algen gehen in das Nahrungsnetz ein. Dadurch ist das Wasser, das aus der Nordsee heraus strömt, viel reicher an Organismen (und deren kohlenstoffhaltigen Abfallprodukte) als das einströmende blaue Ozeanwasser.
    Studien des NIOZ zeigten, dass die Aufnahmekapazität der Nordsee fast dreimal so hoch ist, wie der Durchschnitt der Ozeane. Die Integration über der gesamten Nordsee bringt eine jährliche CO2-Nettoaufnahme von rund 8,5 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr.

  • Künstliche Speicherung in der Nordsee

    Um die CO2-Emission zu verringern, wird untersucht, ob CO2 in leeren Erdgasfeldern gespeichert werden kann. 2005 wurde darum von Gaz de France probeweise CO2 in einem Erdgasfeld unter dem Meeresboden gespeichert. Das CO2 wurde in 3800 Meter Tiefe gebracht, wo sich ein Reservoir in der porösen Sandschicht befindet. Das K12B-Gasfeld befindet sich 80 Kilometer vor der Küste von Den Helder. Es ist unwahrscheinlich, dass das CO2 entweicht, da sich über der Sandschicht eine stabile Salzschicht von 800 Metern Dicke befindet. Ein Nebeneffekt hiervon ist, dass vermutlich mehr Erdgas aus den Feldern zu holen ist, da das CO2 das Erdgas verdrängt. In der Zukunft sollen unbenutzte Transportpipelines in der Nordsee genutzt werden können, um das CO2 in die leeren Gasfelder zu transportieren.
    2008 veröffentlichte die Branchenorganisation für Erdöl- und Erdgasförderung NOGEPA die Meldung, dass die Aufnahmekapazität nicht unbegrenzt ist: nur 35% der Gasfelder in der Nordsee sollen für die Aufnahme von CO2 geeignet sein.