Mit den Meeren leben. - OceanRep

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Mit den Meeren leben. world ocean review 2010 4 > world ocean review Vor wor t Unser Bewusstsein für die Umwelt ist ein stetig wachsendes. Wenn ...

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Mit den Meeren leben.

world ocean review 2010

4

> world ocean review

Vor wor t Unser Bewusstsein für die Umwelt ist ein stetig wachsendes. Wenn auch sehr langsam. Mit den sichtbaren, begreiflichen Missständen begann dieser Prozess. Unsere Straßen, Strände, Wiesen und Wälder wurden sauberer, Industrieabgase reduzierten sich, die Schornsteine spieen immer sauberere Luft aus. Was wir wahrnehmen und wo es eine Anwaltschaft gibt, engagieren wir uns. Die Ozeane jedoch sind in ihrer Unzugänglichkeit und Dimension schwer begreifbar, entziehen sich zum größten Teil unserem Bewusstsein. Und sie haben weder einen Fürsprecher noch eine Interessenvertretung. Das ist umso bemerkenswerter, als dass die Meere maßgeblich unser Klima beeinflussen und eine immer wichtigere Ernährungsquelle darstellen. Der Weltklimabericht des IPPC im Jahr 2007 und der Stern-Report 2006 schufen weltweit eine bis dahin unbekannt hohe Aufmerksamkeit für die Probleme und Folgen der Klimaveränderungen. Da keimte die Idee, einen Report zu erstellen, der sich drei Vierteln der Erdoberfläche widmet und somit zugleich auf die dringlichsten Fragen unserer Zeit fokussiert. Zu diesem Zweck gründete der mareverlag in Hamburg vor zwei Jahren die gemeinnützige Gesellschaft maribus. Kein kommerzieller Gedanke, sondern allein eine möglichst hohe Aufmerksamkeit für die Belange der Meere sollte im Vordergrund stehen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, wurden Partner gesucht. Und im International Ocean Institute (IOI), gegründet von Elisabeth Mann Borgese, und auch in der ebenso von ihr ins Leben gerufenen gemeinnützigen Stiftung Ocean Science and Research Foundation (OSRF) gefunden. Dabei unterstützt das IOI die Arbeit logistisch. Seiner Nähe zur Arbeit der Vereinten Nationen kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Die OSRF steht als Finanziererin hinter dem Projekt. Der Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“ – ein Bündnis von mehr als 250 Forscherinnen und Forschern, die in Kieler Wissenschaftseinrichtungen zum Thema Klima- und Ozeanwandel arbeiten – wurde jedoch der entscheidende Partner. Mit all seiner ausgezeichneten Expertise und seinem interdisziplinären Ansatz erarbeiteten über 40 Wissenschaftler als Autorinnen und Autoren den Inhalt dieses ersten „World Ocean Review“ (WOR). Nun liegt der erste „World Ocean Review“ vor. Im Vordergrund stehen nicht spektakuläre neue Erkenntnisse oder provokante Aufrufe. In der Verbindung von kompetenten und substanziellen Inhalten, die in der Zusammenarbeit mit dem mareverlag in verständlicher und kommunikativer Form aufbereitet wurden, liegt vielmehr nun die Chance, die Komplexität und Brisanz der Zustände unserer Ozeane zu verstehen. Es liegt an uns, mit diesem Wissen umzugehen. Und es besteht die Hoffnung, dass wir in Zukunft eine Anwaltschaft bilden, die dem blauen Planeten zu seinem Recht verhilft.

Nikolaus Gelpke Geschäftsführer maribus gGmbH und Verleger des mareverlags

Vo r w o r t <

Die Wissenschaftler des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ erforschen in vielen Bereichen die Entwicklung des Ozeans im Spannungsfeld zwischen Wandel, Chancen und Risiken – aber wie sieht unser Kenntnisstand über den heutigen Ozean aus? Was wissen wir über die vielen Einflüsse im Zusammenhang mit der zunehmenden Nutzung der Meere oder dem Klimawandel, die beide direkt und indirekt auf das Meer wirken? Wo sind die Grenzen unseres Verständnisses? Gibt es nachhaltige Lösungsansätze für die zukünftige Nutzung der Meere? Diese Fragen werden uns Wissenschaftlern häufig von Journalisten, Lehrern und interessierten Mitbürgern gestellt und sind für einzelne Meeresforscher nicht umfassend zu beantworten. Im Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“ arbeiten Wissenschaftler der unterschiedlichsten Disziplinen zusammen und erforschen gemeinsam das Meer: Meeresforscher, Geologen, Biologen, Chemiker sowie Mathematiker, Ökonomen, Juristen und Mediziner. Wie können die offenen Fragen sinnvoll erforscht und zuverlässig beantwortet werden? Die Vielfalt in den Fach- und Forschungsrichtungen des Exzellenzclusters wird hier genutzt, um einen umfassenden Überblick über den Zustand der Ozeane zu geben. Mit dem „World Ocean Review“ wollen wir eine möglichst realistische Einschätzung des mo­­ mentanen Zustands der Meere wagen. Ziel ist es, die Einzelkenntnisse in den verschiedenen Fachgebieten zusammenzutragen und unser Wissen an die breite Öffentlichkeit weiterzugeben. Dazu haben wir zunächst die großen Themen, die für den Status der Ozeane relevant sind, identifiziert und Wissenschaftler des Exzellenzclusters gebeten, über den Status quo und aktuelle Fragen zu schreiben und gleichzeitig das Thema von verschiedenen Seiten zu beleuchten. Die Experten wurden durch Journalisten beim Schreiben der Texte und bei der Auswahl der Bilder unterstützt. Bei der Auswahl der Kapitel fällt auf, dass viele aktuelle Themen die Nutzung und Übernutzung durch den Menschen aufgreifen. Die scheinbar unendliche Ressource Meer ist endlich geworden. Der hier dargestellte Stand gibt häufig Anlass zur Sorge. Der Ausblick auf mögliche Entwicklungen und Konsequenzen der weiteren Übernutzung und Verschmutzung der Meere kann diese Sorge leider nur verstärken und verdeutlicht, wie bedeutend die Vorsorgeforschung der Meereswissenschaften für die Zukunft der Menschheit ist. Dazu wollen die Kieler Meeresforscher einen Beitrag leisten. Wir wünschen allen Lesern eine spannende und aufschlussreiche Lektüre.

Prof. Dr. Martin Visbeck Sprecher des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“

5

6

> world ocean review

Vor w or t Di e We l t m e e r e , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i m a s

Ein komplexes Gefüge – das Klimasystem der Erde

4 Kap it el 1

10

Antrieb des Klimas – die großen Meeresströmungen

16

Conclusio: Zeit zu handeln

25

Wi e de r K l i m a w a n d e l d i e C h e m i e d e r Me e r e v e r ä n d e r t

Die Rolle des Meeres als größter CO 2 -Speicher

Kap it el 2

28

Die Folgen der Ozeanversauerung

36

Sauerstoff im Ozean

44

Wirkung des Klimawandels auf Methanhydrate

48

Conclusio: Die Stoffflüsse in Gänze verstehen

53

Di e unge w i s s e Z u k u n f t d e r K ü s t e n

Kap it el 3

Der Meeresspiegelanstieg – eine unausweichliche Bedrohung

56

Wie Natur und Mensch die Küste verändern

60

Der Kampf um den Lebensraum Küste

68

Conclusio: Die Zukunft der Küste – Verteidigung oder geordneter Rückzug? E ndst a t i o n O ze a n – v o n d e r Ve r s ch m u t zu n g d e r Me e r e

Die Überdüngung der Meere

73 Kap it el 4

76

Organische Schadstoffe in der Meeresumwelt

82

Allgegenwärtig – der Müll im Meer

86

Die Verschmutzung der Meereslebensräume durch Öl

92

Conclusio: Es gibt viel zu tun …

99

Ausw i r k u n g e n d e s K l i m a w a n d e l s a u f d a s m a r i n e Ö k o s y s t e m

Kap it el 5

Biologische Systeme im Stress

102

Störung im Planktonkreislauf

106

Neue Arten in fremden Revieren

110

Die Rolle der biologischen Vielfalt im Meer

114

Conclusio: Die Folgen des Klimawandels für die biologische Vielfalt im Meer

117

Inhalt <

Von der Au sbeutu ng e i ne r l e be nde n Re ssour c e – di e F i s ch e r e i

Kapitel 6

Die Meeresfischerei – Stand der Dinge

120

Die Ursachen der Überfischung

126

Klassische Ansätze des Fischereimanagements

130

Wege in eine bessere Fischereiwirtschaft

136

Conclusio: Ist nachhaltiger Fischfang möglich?

139

B oden schätze u nd En e r gi e a us de m M e e r

Fossile Brennstoffe

Kapitel 7

142

Marine mineralische Rohstoffe

146

Methanhydrat

152

Regenerative Energien

156

Conclusio: Der Druck auf den Meeresboden wächst

161

D as Meer – d er weltum spa nne nde Tr a nspor t w e g

Kapitel 8

Ein dynamischer Markt – der Weltseeverkehr

164

Piraterie und Terrorismus im globalen Seeverkehr

174

Conclusio: Der Weltseeverkehr – ein Blick in die Zukunft

177

M edi zin isches Wisse n a us de m M e e r

Meerestiere als Wirkstofflieferanten

Kapitel 9

180

Wie Krankheiten entstehen – Ursachenforschung

188

Rechtliche Fragen der marinen Medizinforschung

192

Conclusio: Der Beginn einer neuen Ära?

197

D as Internation ale S e e r e c ht – e i n pot e nt e s Re ge l w e r k

Kapitel 10

Die Rechtsordnung der Ozeane

200

Die Grenzen des Seerechts

208

Conclusio: Die Zukunft des Internationalen Seerechts

211

G esamt- Co nclu sio

213

Glossar

217

Abkürzungen

220

Autoren und Partner

222

Quellenverzeichnis

226

Index

230

Abbildungsverzeichnis

234

Impressum

236

7

> Ka pi t e l 01

8

1

Die Weltmeere, Motor des globalen Klimas

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <



> D i e O ze a n e b e d e c ke n c i r c a 70 P r o z e n t d e r E r d o b e r f l ä c h e . S i e s p i e l e n d a h e r f ü r

d a s K li m a a u f d e r E r d e u n d d i e g l o b a l e E r w ä r m u n g e i n e g r o ß e R o ll e . E i n e w i c h t ig e A u f g a b e d e r O ze a n e b e s t e h t d a r i n , d i e Wä r m e a u s d e n Tr o p e n i n h ö h e r e B r e i t e n z u t r a n s p o r t i e r e n . S i e r e a g i e r e n t r ä g e a u f Ve r ä n d e r u n g e n i n d e r A t m o s p h ä r e u n d n e h m e n n e b e n d e r Wä r m e g r o ß e M e n g e n d e s vo n u n s M e n s c h e n p r o d u z i e r t e n K li m a g a s e s Ko h l e n d i ox i d a u f.

9

> Ka pi t e l 01

10

Ei n komplexe s G ef ü ge – da s K l i ma s ystem der Er de

> Da s Klima der Erde wird durch viele Fak toren wie Sonnenstrahlung, Wind

o d e r M e e r e s s t r ö m u n g e n g e p r ä g t . F o r s c h e r v e r s u c h e n d i e s e E i n f l u s s g r ö ß e n i n M o d e l l e n z u ve r e i n e n . Inzwischen hat man viele Prozesse verstanden. Da s Zusammenspiel der verschiedenen Fak toren ist aber derar t komplex, da ss noch immer viele Fragen of fen sind.

Beschreibung des Klimas verwendet man in der Regel eine

D i e Tr ä ghe i t de s Kl i m a s

Zeitspanne von 30 Jahren als Bezugszeitraum. Der Weltozean ist eines der wichtigsten Elemente des glo-

Klimaänderungen nimmt der Mensch vor allem durch

balen Klimasystems. Das lernt man schon in der Schule.

die Änderung atmosphärischer Größen wahr, etwa Ände-

Aber was ist eigentlich Klima? Der Unterschied zwischen

rungen der Temperatur oder des Niederschlags. Im Prinzip

Wetter und Klima lässt sich durch einen einzigen Satz ver-

kann die Atmosphäre selbst wegen ihrer chaotischen

deutlichen: Klima ist das, was man erwartet; Wetter ist

Dynamik viele natürliche Klimaänderungen erzeugen. Ein

das, was man bekommt. Demnach gibt es einen funda-

Beispiel hierfür ist die Nordatlantische Oszillation (NAO),

mentalen Unterschied zwischen Wetter und Klima. Die

die das Klima über Teilen Europas und Nordamerikas

Wetterforschung befasst sich mit der Entstehung, Verlage-

erheblich beeinflusst. Sie ist eine Art Druckschaukel zwi-

rung und der Vorhersage einzelner Wetterelemente, etwa

schen dem Islandtief und dem Azorenhoch, welche die

eines bestimmten Tiefdruckgebiets. Die Klimaforschung

Stärke der winterlichen Westwinde über dem Nordatlan-

ist hingegen an der Gesamtheit der Tiefs und Hurrikans

tik bestimmt: Sind sie stark, gibt es in Westeuropa mildes

interessiert und widmet sich beispielsweise der Frage,

und regenreiches Wetter. Sind sie schwach, ist es eher tro-

wie viele Tiefs oder Hurrikans es nächstes Jahr geben wird

cken und kalt. Derartige Schwankungen machen es schwer,

oder ob sie sich infolge der globalen Erwärmung in den

Klimaveränderungen zu erkennen, die auf den Einfluss des

kommenden Jahrzehnten häufen oder intensivieren wer-

Menschen und den Treibhauseffekt zurückgehen.

den. Mit dem Begriff Wetter bezeichnet man also die kurz-

Die Atmosphäre ist kein isoliertes System, sondern

fristigen Geschehnisse in der Atmosphäre, während sich

steht mit anderen Komponenten des Erdsystems in Wech-

der Begriff Klima auf längere Zeiträume bezieht. Zur

selwirkung, dem Ozean etwa. Sie ist aber auch mit der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Biosphäre (Tiere und Pflanzen), der Pedosphäre (Böden) und der Lithosphäre

M inuten

Tage

Jahr

10 0 Jahre

Jahrt ausende

Jahrmillionen

(Gestein) in Kontakt. Alle Bestandteile zusammen bilden das Klimasystem, dessen Einzelkomponenten und -prozesse auf vielfältige Weise miteinander verknüpft sind

At mosphäre

ozeanische Deck schicht

und sich gegenseitig beeinflussen.

t iefer Ozean

Meereis

Alle diese Komponenten reagieren unterschiedlich Eisschilde

Biosphäre

schnell auf Veränderungen. Die Atmosphäre passt sich in Stunden bis Tagen den Bedingungen an der Erdoberfläche wie etwa der Meerestemperatur oder der Eisbedeckung an. Das Wetter ist zudem wechselhaft und daher nur eini-

1.1 > Die verschiedenen Komponenten des Klimasystems reagieren unterschiedlich schnell oder träge auf Veränderungen. Der tiefe Ozean zum Beispiel ist eine wichtige Ursache der

ge Tage im Voraus zu prognostizieren. In der Tat kann man

Trägheit des Klimas. Der farblich markierte Skalenbereich oben stellt den kurzen Zeitaus-

zeigen, dass die theoretische Grenze der Wettervorhersag-

schnitt eines Menschenlebens dar.

barkeit bei etwa 14 Tagen liegt. Die Strömungen der Tief-

11

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

S ola re Eins t ra hlung ( kur z wellig ) A bsor pt ion Ref lexion Emission

Ter res t r ische Auss t ra hlung ( la ng wellig )

B iogeochemische Kreisläufe Wolken W ind Niederschlag Luf t- EisWechselwir kung

K RYO S P H Ä R E Vulka nische Ga se und Pa r t ikel

L a nd- Luf tWechselwir kung

Luf t- Ozea nWechselwir kung Zuläufe B I O S P H Ä R E

M eereis

Flüsse

St römung

Eis- Ozea nWechselwir kung

M enschliche Eingr if fe

S een

P E D O S P H Ä R E L I T H O S P H Ä R E

see hingegen reagieren erst in vielen Jahrhunderten voll

Änderungen des Klimas können auf zwei verschiedene

auf veränderte Randbedingungen, wie etwa Variationen

Weisen ausgelöst werden – durch interne und externe

der Nordatlantischen Oszillation und die daraus resultie-

Anregungen. Unter internen Anregungen versteht man:

renden Änderungen von Temperaturen und Niederschlä-

• Veränderungen in einer einzelnen Klimakomponente –

gen an der Meeresoberfläche, die die Bewegungen in der

zum Beispiel eine abweichende Meeresströmung;

Tiefe antreiben. Ein großes Inlandeisgebiet wie die Ant-

• veränderte Wechselwirkungen zwischen verschiede­

arktis wird durch den Klimawandel vermutlich sogar über

nen Klimakomponenten – zum Beispiel dem Ozean und

viele Jahrtausende sein Gesicht verändern und ohne

der Atmosphäre.

Gegenmaßnahmen in diesem Zeitraum nach und nach

Im Vergleich dazu haben die externen Anregungen mit

abschmelzen.

dem Klimasystem zunächst nichts zu tun. Dazu gehören

Die Vorhersagbarkeit des Klimas basiert auf den Wech-

unter anderem:

selwirkungen zwischen der Atmosphäre und den trägeren

• die sehr langsame Kontinentalverschiebung, die die

Klimasubsystemen, allen voran dem Ozean. Dabei bewe-

Landmassen in Jahrmillionen in andere Klimazonen

gen sich die verschiedenen Komponenten des Klima-

bewegt;

systems mit völlig unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

• die Veränderung der Strahlungsintensität der Sonne –

Tiefdruckgebiete wandern innerhalb von Tagen Hunderte

sie schwankt mit den Jahren, wodurch sich auch die

von Kilometern weit. Meeresströmungen hingegen schlei-

Temperatur auf der Erde ändert;

chen oftmals mit wenigen Metern pro Minute dahin.

• Vulkanausbrüche, die durch in die Atmosphäre ausge-

Zudem haben die einzelnen Komponenten verschiedene

stoßene Asche- und insbesondere Schwefelmassen die

Wärmeleitfähigkeiten und -kapazitäten. Wasser etwa spei-

Sonnenstrahlung in der Atmosphäre und das Klima ver-

chert für lange Zeit große Mengen an Sonnenwärme.

ändern können.

1.2 > Das Klimasystem, seine Teilsysteme und relevante Prozesse und Wechselwirkungen.

> Ka pi t e l 01

12

Von der Sch wierigk e i t , de n E i nf l uss de s Kl i m a wa n d e l s zu e r k e n n e n Klimaschwankungen sind nichts Ungewöhnliches. Für den Nordat-

hinter diesen dekadischen Änderungen noch nicht völlig verstanden

lantik zum Beispiel ist bekannt, dass die durchschnittlichen Winde

hat, ist man sich darin einig, dass Variationen der Meeresströmungen

oder Temperaturen im Laufe von Jahrzehnten, von Dekaden, schwan-

im Atlantik eine wichtige Rolle spielen. Diese Hypothese wird auch

ken können. Auch die durch den Menschen verur­s achten Verände-

dadurch gestützt, dass im Rhythmus von mehreren Jahrzehnten

rungen des globalen Klimas sind erst im Laufe von Jahrzehnten spür-

Temperaturanomalien an der Meeresoberfläche des Atlantiks auftre-

bar. Natürliche dekadische Veränderungen und die durch den

ten, die man als interhemisphärischen Dipol bezeichnet. Strömt

Menschen verursachten Veränderungen überlagern sich damit. Das

Wasser verstärkt nach Norden, erhöht sich im Nordatlantik die Luft-

macht es schwer, den Einfluss des Menschen auf das Klima sicher

temperatur, während sie im Südatlantik fällt. Wird es im Norden käl-

abzuschätzen. Anders als in der dynamischen Nordatlantikregion las-

ter und im Südatlantik dagegen wärmer, deutet dies auf schwache

sen sich die Auswirkungen des Klimawandels in ruhigeren Gebieten

Meeresströmungen hin. Die Lufttemperaturdifferenz zwischen Nord-

wie etwa dem tropischen Indischen Ozean daher besser messen.

und Südatlantik ist somit ein Maß für die Stärke der Meeresströ-

Als sicher gilt, dass die Ozeane Treiber jährlicher oder dekadischer

mungen.

Klimaschwankungen sind. So korrelieren die dekadischen Schwan-

Grundsätzlich können heutige Klimamodelle das gegenwärtige

kungen des Niederschlags in der Sahelzone oder der atlantischen

Klima und die historischen Klimaschwankungen einigermaßen gut

Hurrikanaktivität recht gut mit den Schwankungen der nordatlan-

darstellen. Diese Modelle beschreiben das Klima vor allem auf glo-

tischen Meerestemperatur. Obwohl man den genauen Mechanismus

balem Maßstab mit befriedigender Zuverlässigkeit. Je kleiner aber

Temp eratura bweichung in Grad Celsius

19 9 8

S pit zenwe r t

0, 8

20 10

0,7

20 0 5

0,6 19 9 8

0, 5 0,4 0, 3

Ja n Feb Mr z A pr Ma i Jun

Jul Aug S ep Ok t Nov D ez

20 0 5

1.3 > Das Jahr 2010 hat Europa einen ungewöhnlich kalten Jahresbeginn beschert. Weltweit gesehen aber war der Winter 2010 der drittwärmste seit 131 Jahren. Betrachtet man die ersten fünf Monate wie auf den Karten dargestellt, ist das Jahr 2010 sogar das wärmste und erreicht In den Monaten April und Mai zudem die bisherigen Temperaturspitzenwerte (oben). Auch die Jahre 1998 und 2005 waren überaus warm und

–5

–4

–2

–1 – 0,6 – 0,2

0,2

0,6

1

2

4

5,6

lagen ganzjährig über dem langjährigen Mittelwert (gemittelte Periode 1951 bis 1980).

13

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

die räumlichen Abmessungen sind, desto weniger zuverlässig sind

so kann man die vielen Wechselwirkungen studieren. Der Einfluss

die Modelle. So ist es deutlich einfacher, eine Aussage über die glo-

der globalen Erwärmung auf die stratosphärische Ozonschicht bei-

bal gemittelte Temperatur zu machen als über den künfigen Nieder-

spielsweise lässt sich erst dann ermitteln, wenn man auch die che-

schlag in Berlin. Für die regionale Einschätzung des Klimas sind aus-

mischen Abläufe in der Atmosphäre betrachtet. Ein anderes Beispiel

führliche Messreihen nötig. Für viele Gebiete der Erde wie etwa den

ist die Aufnahme von CO 2 ins Meer, die zu einer Versauerung des

Südozean gab es aber lange kaum Messwerte. Heute liefern hier vor

Wassers führt (Kapitel 2). Noch kann niemand abschätzen, wie die

allem die Satelliten Daten.

Erwärmung und Versauerung der Ozeane in Zukunft die Aufnahme

Es gibt inzwischen zahlreiche mathematische Modelle, die die

von anthropogenem CO 2 beeinflusst, wovon wiederum der CO 2 -­

Auswirkungen des menschlichen Handelns auf das Klima ermitteln.

Gehalt der Atmosphäre und die künftige Temperaturentwicklung

Sie analysieren zum einen, wie das Klimasystem auf natürliche und

abhängen. Zwischen Ozean und Atmosphäre gibt es also Wechsel-

anthropogene, also vom Menschen verursachte externe Anregungen

wirkungen in beide Richtungen. Einerseits bestimmt der Ozean in

reagiert, aber auch in welcher Weise es mit den biogeochemischen

großem Maße den Grad der Klimaänderung und vor allem seine

Kreisläufen wie etwa dem Kohlenstoffkreislauf (Kapitel 2) wechsel-

re­g ionale Ausprägung mit. So kommt es zwar im weltweiten Durch-

wirkt. Daher entwickelt sich die Klimaforschung immer mehr zu

schnitt zu einer Erwärmung. Diese wirkt sich aber in verschiedenen

einer umfassenden Erdsystemforschung, die die heutigen Klima-

Regionen, etwa im Gebiet des Golfstroms, durchaus unterschiedlich

modelle entsprechend zu Erdsystemmodellen weiterentwickelt. Nur

aus. Andererseits reagiert der Ozean selbst auf den Klimawandel.

2010

Temperaturabweichung in Grad Celsius –5

–4

–2

–1

– 0,6

– 0,2

0,2

0,6

1

2

4

5,6

> Ka pi t e l 01

14

Höhepunk t der CO 2 - Emission

Zeit bis zum Gleichgewicht szus t a nd M eeresspiegela ns t ieg aufgr und des a bschmelzenden Eises : mehrere Ja hr t ausende M eeresspiegela ns t ieg aufgr und der t her mischen E xpa nsion : Ja hr hunder te bis Ja hr t ausende St a bilisier ung der Temp eratur : einige Ja hr hunder te

Atmosphäre gegenüber dem vorindustriellen Wert von 280 parts per million (ppm) auf heute fast 390 ppm erhöht. Damit hat auch die Temperatur im Laufe von wenigen Jahrzehnten zugenommen. Auf der Zeitskala von Jahrzehnten oder einigen Jahrhunderten finden auch die – intern angeregten – Veränderungen in den Ozeanen statt, zum Beispiel Änderungen des Golfstroms. Diese haben einen entscheidenden Einfluss auf das Klima und auf die Konzentration der Klimagase in der Atmosphäre, da sie ganz erheblich an den globalen Stoffkreisläufen wie dem

St a bilisier ung der CO 2 - Konzent rat ion : 10 0 bis 30 0 Ja hre

Kohlenstoffkreislauf beteiligt sind. Kohlendioxid etwa löst sich gut im Wasser. So haben die Ozeane bis heute etwa die Hälfte des vom Menschen seit dem Beginn der Indus-

CO 2 - Emission 10 0 Ja hre Heute

10 0 0 Ja hre

trialisierung ausgestoßenen und durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe entstandenen Kohlendioxids aufgenommen. Ob und wie stark sich das Klima ändern wird, ist

1.4 > Selbst wenn es gelingt, den Ausstoß der Klimagase und insbesondere von CO 2 bis

daher auch aus den Meeren ablesbar.

zum Ende dieses Jahrhunderts deutlich zu reduzieren, dürften die Folgen erheblich sein.

Das Klima wird sich künftig nur sehr langsam verän-

CO 2 ist langlebig und wird für viele Jahrhunderte in der Atmosphäre bleiben. Damit wird

dern, weil die Ozeane mit ihrem riesigen Wasserkörper

die Temperatur auf der Erde noch für ein Jahrhundert oder länger um wenige Zehntelgrad steigen. Da die Wärme nur langsam bis in die Tiefen des Meeres vordringt, wird sich auch

sehr träge auf Veränderungen reagieren. Daher werden

das Wasser nur allmählich ausdehnen und der Meeresspiegel über lange Zeit langsam

viele Auswirkungen des durch den Menschen ausgelösten

weiter steigen. Auch das Abschmelzen der großen Inlandeismassen in der Antarktis oder

Klimawandels nur allmählich sichtbar. Tatsächlich könnten

in Grönland ist träge. Über Jahrhunderte oder gar Jahrtausende wird dort Schmelzwasser

einige dieser Auswirkungen irreversibel sein, wenn erst

ins Meer fließen und zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Die Abbildung ist eine prinzipielle Veranschaulichung für eine Stabilisierung auf beliebigen Niveaus zwischen 450 und

bestimmte Schwellenwerte überschritten sind. So werden

1000 parts per million (ppm) und trägt daher keine Einheiten auf der Auswirkungsachse.

sich das völlige Abschmelzen der grönländischen Gletscher und ein damit verbundener globaler Meeresspiegelanstieg von 7 Metern ab einem bestimmten Punkt nicht

Wi e de r M e nsc h da s Kl i m a v e r ä n d e r t

mehr aufhalten lassen. Die Lage der Schwellenwerte ist nicht genau bekannt. Eines aber ist klar: Selbst wenn man

In den vergangenen hundert Jahren hat der Einfluss des

den Ausstoß von CO 2 auf dem heutigen Niveau stabilisier-

Menschen auf das Klima stark zugenommen. Der Mensch

te, würde das nicht zu einer Stabilisierung der CO 2-Kon-

setzt Unmengen von klimarelevanten Spurengasen in die

zentration in der Atmosphäre führen, weil CO 2 ausgespro-

Atmosphäre frei. Er verändert dadurch die Strahlungsbi-

chen langlebig ist und die sogenannten Senken, vor allem

lanz der Atmosphäre und führt so eine globale Erwärmung

das Meer, es nicht so schnell aufnehmen, wie wir Men-

herbei. Zu diesen klimarelevanten Spurengasen gehört

schen es nachliefern. Anders verhält es sich bei kurzle-

nicht nur das Kohlendioxid, sondern auch Methan, Distick-

bigeren Spurengasen wie etwa Methan (CH 4). Stabilisierte

stoffoxid (Lachgas), die halogenierten Fluorkohlenwasser-

man die Methanemissionen auf dem heutigen Niveau,

stoffe, die perfluorierten Kohlenwasserstoffe und Schwe-

würde sich die Methankonzentration in der Atmosphäre

felhexafluorid. Von besonderem Interesse aber ist das

tatsächlich ebenfalls stabilisieren, da das Methan in etwa

Kohlendioxid (CO 2), weil der weltweite Ausstoß enorm

so schnell aus der Atmosphäre verschwindet, wie es neu

ist. Es wird vor allem bei der Verbrennung der fossilen

ausgestoßen wird. Will man die CO 2-Konzentration auf

Rohstoffe (Erdöl, Erdgas und Kohle) freigesetzt – in Auto-

einem bestimmten Niveau halten, so muss man die Emis-

motoren, in Kraftwerken oder in den Heizungskesseln von

sionen auf einen Bruchteil der derzeitigen Mengen redu-

Wohngebäuden. Inzwischen hat sich sein Gehalt in der

zieren.

15

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

1.5 > Um auf die Gefahren der globalen Erwärmung aufmerksam zu machen, hielt die Regierung der Malediven im Herbst 2009 eine Sitzung auf dem Meeres­ boden ab.

Kohlendioxid und Treibhauseffekt Kohlendioxid (CO 2 ), oder chemisch korrekt: Kohlenstoffdioxid, und andere klimarelevante Spurengase reichern sich in der Atmosphäre an. Sie lassen

Eine sch leich en de Ka t a st r ophe

Wissenschaftler halten es allerdings ebenso für möglich, dass der grönländische Eisschild bei einer zu starken

die kurzwellige Strahlung der Sonne zunächst passieren.

Die Trägheit des Klimas wird dazu führen, dass sich selbst

Erwärmung noch in diesem Jahrtausend komplett ab­­

lange nach der Stabilisierung der CO 2-Konzentration das

schmilzt und im Meer verschwindet. Der Eispanzer könnte

Erdoberfläche in

Klima weiter verändern wird. Klimamodelle zeigen, dass

förmlich auseinanderbrechen. Riesige Teile würden ins

Wärme umgewan-

sich die oberflächennahe Lufttemperatur noch über min-

Meer gelangen. Durch die enormen Mengen an Süßwas-

destens ein Jahrhundert erhöht. Der Meeresspiegel wird

ser könnte sich die Ozeanzirkulation, beispielsweise beim

zurückgeworfen.

sogar noch über mehrere Jahrhunderte weiter ansteigen,

Golfstrom, grundlegend ändern. Zudem würde der Mee-

Wie die Glasscheibe

weil sich erstens das Meerwasser durch die langsame

resspiegel im Extremfall um deutlich mehr als einen Meter

eines Treibhauses

Erwärmung der Tiefsee nur allmählich ausdehnt und weil

pro Jahrhundert steigen.

zweitens die kontinentalen Eisschilde in der Arktis und

Die Trägheit des Klimasystems und die Gefahr, dass die

Antarktis vermutlich nur sehr langsam auf die Erwärmung

Entwicklungen irreversibel sind, sollten Anlass für voraus-

der Atmosphäre reagieren, wodurch sich das Abschmel-

schauendes Handeln sein. Die heute bereits messbaren

zen der Gletscher über einen langen Zeitraum von vielen

Auswirkungen des Klimawandels zeigen in keiner Weise

Jahrtausenden hinziehen wird. Es wird daher sehr lange

das ganze Ausmaß der bisher durch den Menschen verur-

dauern, bis ein neuer Gleichgewichtszustand des Meeres-

sachten Klimaänderung. Die Menschheit wird sie erst in

spiegels erreicht wird.

einigen Jahrzehnten deutlicher zu spüren bekommen.

Diese wird an der

delt und als langwellige Strahlung

verhindern die Gase, dass diese langwellige Wärmestrahlung in den Weltraum entweicht. Die Erde heizt sich auf.

16

> Ka pi t e l 01

A nt r ieb de s K l i ma s – d ie g r oßen Me er e s st r ömu n gen

> Di e Me e r e s s t r ö m u n g e n t r a n s p o r t i e r e n g i g a n t i s ch e Me n g e n W ä r m e u m d en

G l o b u s . D a m i t s i n d s i e e i n e d er w i c h t i g s t e n S c h u b k r ä f t e d e s K l i m a s . D a s i e a u s g e s p r o c h e n träge auf Ve r ä nde r unge n r e a gi e r e n, w e r d e n d i e A u s w i r k u n g e n d e s g l o b a l e n Wa n d e l s l a n g s a m , a b e r üb er J ah r­ h unde r t e z u spür e n se i n. S c hne l l e r k ö n n t e n K l i m a v e r ä n d e r u n g e n b e i m Wi n d u n d b e i m Me e reis s ich t ­ b a r w e r de n.

meren Meeresgebieten aus Richtung Äquator nach. Dieses

Wa s d i e Wa s s e r m a s s e n a n t r e i b t

Wasser kühlt sich in der arktischen Luft ab und beginnt Im Klimasystem spielt das Wasser eine zentrale Rolle. Je

ebenfalls abzusinken, sodass die Konvektion nie zum Halt

nach Salzgehalt und Temperatur hat es eine unterschied-

kommt.

lich hohe Dichte. Kaltes salziges Wasser ist schwer und

Zuvor nimmt es an der Meeresoberfläche Gase wie

sinkt in die Tiefe ab. Im Meer werden dadurch Millionen

etwa Kohlendioxid auf und transportiert diese dann rasch

von Kubikmetern Wasser umgewälzt. Fachleute nennen

in die Tiefe. Daher sind die Konvektionsgebiete auch die

dieses Phänomen, das in einigen wenigen polaren Mee-

Meeresgebiete, in denen man den höchsten Anteil an Koh-

resregionen auftritt, Konvektion. Durch die Konvektion

lendioxid findet. Die durch die Konvektion ins Meer

sinkt das kalte Oberflächenwasser im Nordatlantik bis in

gepumpten hohen Kohlendioxid-Konzentrationen lassen

etwa 2000 Metern Tiefe ab. Dort lagert es sich wie auf

sich heute bis in Tiefen von etwa 3000 Metern nachwei-

einem Plateau auf dem noch dichteren Tiefenwasser ab,

sen. Bis in 2000 Metern Tiefe wird das Kohlendioxid

das aus den antarktischen Regionen stammt. Dieses Tie-

durch die Konvektion recht schnell transportiert. Der Weg

fenwasser reicht bis hinab zum Meeresgrund. Während

weiter hinab dauert im Nordatlantik deutlich länger, da

das kalte salzige Oberflächenwasser durch die Konvektion

das Kohlendioxid und andere Gase nur über langsame

absinkt, strömt salziges Wasser aus benachbarten wär-

Durchmischungsprozesse ins Tiefenwasser vordringen können. Die Kälte und der hohe Salzgehalt sind die wesentlichen

M eeresspiegel ( Nor ma lnull )

Kräfte der Konvektion. Sie reißen das dichte Wasser in den Eis

Wa r mes Wa sser

spannende Konvektionsmaschine an – die thermohaline

D ichtes ka ltes Wa sser sink t a b

Zirkulation (thermo – angetrieben durch Temperaturunterschiede; halin – angetrieben durch Salzgehaltsunter-

K a ltes Wa sser

20 0 0 m

polaren Regionen hinab und treiben damit eine weltum-

schiede). Das kalte salzige Wasser sinkt vor allem in der Labrador- und Grönlandsee in die Tiefe, um dann Richtung T iefenwa sser

Süd

Äquator und darüber hinaus zu strömen. Die Konvektion tritt demnach nur lokal begrenzt in den polaren Regionen

M eeresboden

auf und treibt die thermohaline Zirkulation an, die wie ein gigantisches Förderband den Globus umspannt. Auch der Golfstrom und seine Ausläufer werden letzten Endes

1.6 > Die Funktionsweise der Konvektion im Nordatlantik: In den polaren Regionen, wie etwa in der Labradorsee südlich von Grönland, sinkt kaltes salziges Meerwasser ab. Diese Wassermassen schichten sich in etwa 2000 Metern Tiefe über dem noch dichteren Tiefen­

durch die Konvektion und die thermohaline Zirkulation angetrieben. Zwar tragen auch die Winde mit zum Trans-

wasser antarktischen Ursprungs ein und wandern dort weiter Richtung Äquator. Wärmeres

port der Wassermassen bei, ihr Anteil daran ist aber deut-

Wasser strömt aus den oberen Meeresschichten in das Konvektionsgebiet nach.

lich geringer.

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

Wasser – ein g a nz be sonde r e s M ol e k ül Wasser verhält sich anders als die meisten anderen chemischen

Wassermolekül symmetrisch und damit kein Dipol, würde Wasser

Stoffe. In fast allen Substanzen fügen sich Atome und Moleküle

schon bei minus 110 Grad Celsius schmelzen und bei minus

umso dichter zusammen, je kälter es wird. Sie erstarren. Wasser

80 Grad sieden. Die Trägheit des Klimas ist vor allem Folge dieser

hingegen hat seine größte Dichte bei 4 Grad Celsius, weil sich die

hohen Wärmekapazität.

Wassermoleküle bei dieser Temperatur am dichtesten zusammen-

Das Wasser beeinflusst das Klima aber nicht nur im flüssigen

lagern. Viele Süßwasserseen weisen an ihrer tiefsten Stelle eine

oder festen Zustand. In Form von Wasserdampf hat H 2 O einen

Temperatur von 4 Grad auf, weil das schwere Wasser zu Boden

entscheidenden Einfluss auf den Wärmehaushalt der Erde: Was-

sinkt. In der festen Phase, im Eiskristall, liegen die Wassermole-

serdampf allein trägt zu etwa zwei Dritteln zum natürlichen

küle erstaunlicherweise wieder weiter auseinander. Man spricht

Treibhauseffekt bei. Zudem verstärkt es die Klimawirkung ande-

daher auch von der Anomalie des Wassers. Eis ist also leichter

rer Stoffe. Steigt beispielsweise die Temperatur infolge eines

und schwimmt oben. So sind auch die großen Meeresgebiete in

höheren Kohlendioxidgehalts, so steigt auch der Gehalt an Was-

polaren Breiten mit Eis bedeckt. Die Ursache für diese Anomalie

serdampf, da eine wärmere Atmosphäre dauerhaft mehr Wasser-

sind die besonderen Eigenschaften des Wassermoleküls (H 2 O).

dampf speichern kann. Da Wasser wegen seines Dipols Infrarot-

Sein Sauerstoffatom (O) und die beiden Wasserstoffato­m e (H)

strahlung sehr wirksam absorbiert, verdoppelt es in etwa die

sind asymmetrisch angeordnet. Das Wassermolekül wird damit

ursprüngliche durch das Kohlendioxid hervorgerufene Erwär-

zum Dipol, zu einem Molekül mit einem negativ und einem posi-

mung. Eine weitere Eigenschaft des Wassers ist, dass es Salze

tiv geladenen Ende.

lösen kann. Der Salzgehalt des Meeres beträgt durchschnittlich

Je nach Temperatur ordnen sich diese Dipole nach ihren

34,7 Promille. Dieser verändert wiederum die Eigenschaften des

Ladungen zu Aggregaten zusammen – beispielsweise zu einem

Wassers. So verschiebt sich das Dichtemaximum von plus 4 Grad

Eiskristall. Der Dipolcharakter des Wassers ist für das Klima ganz

beim Süßwasser auf minus 3,8 Grad. Dieser Wert liegt sogar

entscheidend: Da die Wasserdipole wie kleine Magnete zusam-

unter dem Gefrierpunkt von Meerwasser von minus 1,9 Grad.

menhalten, reagiert Wasser relativ träge auf Erwärmung oder

Anders als im Süßwasser nimmt die Dichte des Salzwassers also

Abkühlung. Tatsächlich besitzt Wasser die höchste Wärmekapazi-

zu, wenn es unter plus 4 Grad Celsius abkühlt. So bildet sich

tät unter den flüssigen und festen Stoffen – mit Ausnahme von

dichtes Wasser, bis schließlich die Eisbildung einsetzt. Diese

Ammoniak. Das bedeutet, dass Wasser große Mengen Wärme

Dichteeigenart ist der Motor für eines der wichtigsten Elemente

aufnehmen kann, bevor es verdampft. Auch der Gefrier- und der

des Klimasystems – die Konvektion: Abgekühltes dichtes und

Siedepunkt des Wassers (0 beziehungsweise 100 Grad Celsius),

damit schweres Salzwasser sinkt in die Tiefe ab. An der Meereso-

die so alltäglich erscheinen, sind eher ungewöhnlich. Wäre das

berfläche strömt relativ warmes Wasser nach.



Eis

+

Wa r mes Wa sser

+

1.7 > Das Wassermolekül ist asymmetrisch und weist daher auf sei­ nen beiden Seiten unterschiedliche Ladungen auf (links). Man spricht von einem Dipol. Dadurch verhält es sich anders als andere Substan­ zen. Eis ist weniger dicht (oben) und schwimmt an der Oberfläche. 4 Grad kaltes Süßwasser ist am dichtesten (unten) und sinkt in die Tiefe. Warmes Wasser schichtet sich darüber ein (Mitte).

K a ltes Wa sser

17

18

> Ka pi t e l 01

Doch wie entstehen in den Ozeanen eigentlich Wasser-

resgebieten zu­­nimmt und sich somit zugleich die Dichte

massen unterschiedlicher Dichte, die letztlich auch die

des Wassers erhöht. Das kalte salzreiche Wasser ist so

Konvektion antreiben? Zu den wichtigsten Faktoren zäh-

dicht, dass es bei der arktischen Konvektion bis in etwa

len die Lufttemperatur, die Verdunstung und der Nieder-

2000  Metern Tiefe absinkt. Dieses Wasser bezeichnet

schlag. In den polaren Konvektionsgebieten spielt darüber

man als Nordatlantisches Tiefenwasser (North Atlantic

hinaus auch noch das Gefrieren des Wassers eine zentrale

Deep Water, NADW).

Rolle. Da Eis nur ungefähr 5 Promille Salz enthält, setzt es während des Gefrierens eine beträchtliche Menge Salz

Das weltweite Förderband

frei, wodurch der Salzgehalt in den umgebenden Mee­ Auch in den antarktischen Gebieten findet Konvektion statt. Hier entstehen jene Wassermassen, die aufgrund Der Weg des Wass e r s i n di e Ti e f e

ihres noch höheren Salzgehalts bis ganz zum Meeresboden hinabsinken. Man bezeichnet sie als Antarktisches

Nirgends sonst in den Ozeanen gleitet Oberflächenwasser so schnell in die

Bodenwasser (Antarctic Bottom Water, AABW), das am

Tiefe wie in den Konvektionsgebieten, und an keiner anderen Stelle machen

Meeresboden um den halben Globus bis hinauf in den

sich Veränderungen an der Meeresoberfläche oder in der Atmosphäre so

Nordatlantik wandert. Das Antarctic Bottom Water ist also

schnell im Innern des Meeres bemerkbar wie hier – etwa der wegen der stei-

zugleich jenes Tiefenwasser, über dem sich das North

genden Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre wachsende Kohlendioxidgehalt im Wasser. Die Konvektion verbindet also zwei Bereiche des Ozeans miteinander, die sich voneinander unterscheiden: die oberflächennahen Schichten, die mit den variierenden atmosphärischen Wind-, Strahlungs-

Atlantic Deep Water während der Konvektion als mächtige Zwischenschicht einlagert. Das North Atlantic Deep Water entsteht in der Grönlandsee und der Labradorsee. Die

und Niederschlagsfeldern in Kontakt stehen, und die tiefen Bereiche des

nebenstehende Abbildung zeigt schematisch den globalen

Ozeans. Oben schwanken Strömungen, Temperaturen oder Salzgehalte

Verlauf seiner Ausbreitung und den Rückstrom warmen

innerhalb von Wochen oder Monaten. In der Tiefe hingegen ändern sich die

Wassers in die oberflächennahen Schichten – das ein-

Umgebungsbedingungen eher im Laufe von Jahrzehnten oder gar Jahrhun-

drucksvolle globale Förderband der thermohalinen Zirku-

derten.

lation. Das North Atlantic Deep Water und vor allem auch

In den gleichmäßig warmen Meeresgebieten der Tropen (die warmen

das Antarctic Bottom Water bleiben erstaunlich lange in

Regionen der Erde zwischen 23,5 Grad nördlicher bis 23,5 Grad südlicher

der Tiefe: Wie man heute aus Datierungen von Tiefenwas-

Breite) und Subtropen (die Regionen zwischen dem 23,5. und dem 40. Breitengrad auf der Nord- und auf der Südhalbkugel) gibt es keinen mit der Konvektion vergleichbaren Austausch zwischen Oberfläche und Tiefe. Der Grund: Im Jahresmittel findet eine ständige Erwärmung der Oberflächenschichten statt. Dieses mindestens 10 Grad Celsius warme Wasser hat eine

ser anhand radioaktiver Kohlenstoffisotope weiß, beträgt die Zykluszeit vom Abtauchen in die Tiefe bis zum Wiederauftauchen einige Hundert oder sogar bis zu etwa tausend Jahre.

relativ geringe Dichte und schwimmt deshalb als warme Deckschicht auf den

Die meiste Zeit befindet sich das Wasser im kalten

tieferen kälteren Wassermassen. Beide Schichten sind klar voneinander

Bereich des thermohalinen Förderbands in der Tiefe, da

getrennt. Sie gehen nicht allmählich ineinander über. Stattdessen gibt es

die Ausbreitungsgeschwindigkeit dort aufgrund der höhe­

dort, wo sie sich berühren, einen starken Temperatur- und damit Dichte-

ren Dichte mit etwa 1 bis 3 Kilometern pro Tag gering ist.

sprung, der das Vordringen der Wärme in die Tiefe behindert. Die warme

Die Menge des am Kreislauf beteiligten Wassers ist gera-

Deckschicht ist mit durchschnittlich einigen Hundert Metern Mächtigkeit,

dezu gigantisch. Sie beträgt 400 000 Kubikkilometer, was

gemessen an der Tiefe der Ozeane, relativ dünn. In sehr warmen Meeresgebieten wie dem westlichen äquatorialen Pazifik schließlich gibt es kaum Durchmischungen. Zu den Polen hin aber sind die Meere stärker durchmischt und weniger stark geschichtet. Da ein klarer Temperatur- und Dichte-

etwa einem Drittel des gesamten Ozeanwassers entspricht. Damit ließe sich ein Becken von 400 Kilometern Länge, 100 Kilometern Breite und 10 Kilometern Tiefe fül-

sprung fehlt, können Veränderungen an der Meeresoberfläche dort bis ins

len. Pro Sekunde transportiert das ozeanische Förderband

Innere des Ozeans ausstrahlen. Die Konvektionsgebiete aber bleiben der

etwa 20 Millionen Kubikmeter Wasser, was fast 5000-mal

Expresslift in die Tiefe.

mehr ist, als an den Niagarafällen in Nordamerika in die Tiefe rauscht.

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

1.8 > Die weltweiten ozeanischen Strömungen der thermo­

fließt etwa um die Antarktis der sogenannte Zirkumpolarstrom

halinen Zirkulation sind ausgesprochen komplex. Nur im At­

in der gesamten Wassersäule. Die kleinen gelben Kreise in den

lantik erkennt man deutlich, wie kaltes salzreiches Oberflä­

Polarregionen zeigen Konvektionsgebiete. Die dunklen Gebiete

chenwasser (blau) in der Tiefe gen Äquator strömt. Warmes

sind durch hohen Salzgehalt gekennzeichnet, die weißen durch

Oberflächenwasser (rot) strömt in der Gegenrichtung polwärts.

niedrigen. Salzige Wassermassen findet man, abgesehen von

Nicht überall sind die Strömungsverhältnisse so deutlich wie

den Konvektionsgebieten, vor allem in den warmen Subtropen,

im Golfstromsystem (zwischen Nordamerika und Europa). So

da hier die Verdunstung besonders stark ist.

D i e Ang st vo r dem Ve r si e ge n de s Gol f st r om s

die Salzkonzentration im Oberflächenwasser nur in geringem Maße erhöht.

Lange haben Experten diskutiert, inwieweit die thermo-

Die heutigen Klimamodelle gehen von einer Abschwä-

haline Zirkulation und mit ihr die Umwälzbewegung im

chung der Umwälzbewegung im Atlantik bis zum Ende

Atlantik durch den Klimawandel beeinflusst werden

dieses Jahrhunderts um etwa 25 Prozent aus. Damit wür-

könnten. Immerhin könnte sich die Konvektion in den

de zugleich auch weniger Wärme aus den Tropen und

höheren Breiten durch die anthropogene, also vom Men-

Subtropen nach Norden transportiert. Eiszeitszenarien,

schen verursachte Erwärmung der Atmosphäre und eine

wie sie schon oft in der Literatur oder in Kinofilmen

damit verbundene Verringerung der Dichte des Oberflä-

gezeichnet wurden, sind trotzdem völlig unangebracht,

chenwassers abschwächen. Diese Dichteabnahme ist vor

selbst dann, wenn die Zirkulation völlig zusammenbre-

allem auf das Aussüßen des Wassers im Nordatlantik

chen sollte. Denn die daraus resultierende verringerte

zurückzuführen, wobei der Klimawandel vermutlich auf

Wärmezufuhr wird bei Weitem durch die künftige globale

mehreren Wegen die Süßwasserzufuhr verstärken und

Erwärmung aufgrund des verstärkten Treibhauseffekts

damit auf die Konvektion und die thermohaline Zirkulati-

wettgemacht. Die Erde heizt sich durch die isolierende

on einwirken würde. Zum einen dürften die Niederschlä-

Wirkung des Kohlen­­di­o xids in der Atmosphäre auf. Diese

ge über dem Meer und über dem Festland zunehmen.

Temperaturzunahme würde den verringerten Wärme-

Zum anderen wird Süßwasser vermehrt durch das

transport aus den Tropen nach Norden im Bereich des

Abschmelzen der Gletscher ins Meer gelangen. Außerdem

Nordatlantiks ausgleichen und auf den angrenzenden

bildet sich weniger Eis, wenn es wärmer wird, sodass sich

Landgebieten sogar deut­­­lich über­­­treffen. Die Wissen-

19

20

> Ka pi t e l 01

schaftler sprechen daher im Zusammenhang mit dem

We ch s e l h a f t u n d d y n a m i s ch –

menschlichen Einfluss auf das Klima von einer „Heißzeit“

d e r E i n f l u s s d e s Wi n d e s

und keineswegs von einer „Eiszeit“. Neben der Konvektion regen auch die Winde die StröWi r b e l i m M e e r –

mungen im Meer an. Zusammen mit der ablenkenden

e i ne w i c ht i ge Kl i m a k om pone nt e

Kraft der Erdrotation (Corioliskraft) und der Gestalt der Meeresbecken verleiht der Wind dem weltweiten System

Die Corioliskraft

Wärme wird im Meer nicht nur durch das große globale

der Oberflächenströmungen seine charakteristische Form.

Förderband der thermohalinen Zirkulation, sondern auch

Besonders auffällig sind Wirbel, die sich über ganze Mee-

durch Wirbel transportiert, ähnlich wie die Tiefdruckge-

resbecken, etwa zwischen Amerika und Europa, erstre-

biete in der Atmosphäre. Im Vergleich zu den oft mehrere

cken. Zu diesen Oberflächenströmungen gehören auch der

dazu, dass alle freien

Hundert Kilometer breiten Tiefdruckgebieten sind sie

Golfstrom im Atlantischen Ozean, der durch den Wind

und geradlinigen

jedoch deutlich kleiner. Diese sogenannten mesoskaligen

und die thermohaline Zirkulation zugleich angetrieben

Bewegungen wie

Wirbel entstehen, wenn Wasser zwischen Gebieten mit

wird, sowie der Kuroshio im Pazifischen Ozean, dessen

Wasserströmungen

großen Dichte- oder Temperaturunterschieden strömt. Sie

Intensität mit der Tiefe abnimmt.

auf der Erde seitlich

sind auf Satellitenaufnahmen deutlich zu erkennen. Mes-

Der Golfstrom ist ein relativ schneller Strom. An der

abgelenkt werden.

sungen zeigen, dass sie nicht nur an der Meeresoberfläche

Küste Nordamerikas erreicht er an der Meeresoberfläche

wie beispielsweise im Bereich des Nordatlantiks auftre-

Geschwindigkeiten von etwa 3,6 Kilometern pro Stunde,

kraft oder Coriolis-

ten, sondern sich auch in ausgesprochen großen Tiefen

was einem gemächlichen Fußgängertempo entspricht. Er

beschleunigung. Auf

von einigen Tausend Metern wie etwa vor Brasilien

reicht bis in eine Tiefe von etwa 2000 Metern hinab, wo

der Nord- und Süd-

bemerkbar machen. Diese Tiefseewirbel spielen aufgrund

er etwa zehnmal langsamer fließt, weil der Einfluss des

ihres starken Einflusses auf die großräumigen Wärme-

Windes hier geringer und die Dichte des Wassers größer

Richtung. Benannt

transporte für das langfristige Klimageschehen ebenfalls

ist. Nichtsdestotrotz kann der Wind durchaus direkt bis

ist die Corioliskraft

eine wichtige Rolle.

hinab in größere Tiefen wirken. So kommt es vor, dass

Die Erddrehung führt

etwa Luft- oder

Die ablenkende Kraft nennt man Coriolis-

halbkugel wirkt sie in entgegengesetzter

nach dem franzö-

sich für längere Zeit die typischen Windverhältnisse

sischen Naturforscher Gaspard Gus­

ändern – dass etwa die stetigen Passatwinde über Monate

tave de Coriolis

aus anderen Richtungen wehen. Dadurch kann sich der

(1792 bis 1843), der

Auftrieb der Wassermassen verändern, wodurch im Innern

sie mathematisch

des Ozeans Wellen mit Strömungen entstehen, die für

hergeleitet hat.

Jahrzehnte in der Tiefe nachschwingen. Solche Wellen können auch die Meerestemperatur und damit das regionale Klima verändern. Vom Satelliten aus werden die Wellen als langsam wandernde Ausbeulungen der Meeres­ oberfläche wahrgenommen. Darüber hinaus verursachen die vorherrschenden Winde in bestimmten Regionen beständige Auftriebs- und Absinkbewegungen. In manchen Gebieten treiben die Winde Oberflächenwasser von den Landmassen weg, sodass kaltes Wasser aus der Tiefe aufsteigen kann. Dort sind daher die Temperaturen an der Meeresoberfläche besonders niedrig. Wichtige Auftriebsgebiete finden sich 1.9 > Momentaufnahme des Golfstroms und seiner Verwirbe­

an den westlichen Rändern der Kontinente, an denen die

lungen. Warme Bereiche sind rot eingefärbt, kalte Bereiche

Winde küstenparallel wehen (Chile, Kalifornien, Nami-

blau.

bia). So wird aufgrund der Corioliskraft beispielsweise auf

21

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

Labradorstrom

Irmingerstrom

Alaskastrom Nordpazifischer Strom

Grönlandstrom Nordatlantischer Strom Oyashiostrom

Nordatlantischer Strom Golfstrom

Kalifornienstrom Nordäquatorialstrom Äquatorialer Gegenstrom Südäquatorialstrom

Nordpazifischer Strom

Kanarenstrom

Kuroshiostrom Nordäquatorialstrom

Nordäquatorialstrom Äquatorialer Gegenstrom

Äquatorialer Gegenstrom

Südäquatorialstrom

Südäquatorialstrom

Benguelastrom

Humboldtstrom

Antarktischer Zirkumpolarstrom Antarktischer Subpolarstrom

Südäquatorialstrom

Westaustralstrom

Brasilstrom

Südpazifischer Strom

Nordäquatorialstrom Äquatorialer Gegenstrom

Ostaustralstrom

Agulhasstrom

Südatlantischer Strom Antarktischer Zirkumpolarstrom Antarktischer Subpolarstrom

Südindischer Strom

Südpazifischer Strom

Antarktischer Zirkumpolarstrom Antarktischer Subpolarstrom

1.10 > Die großen Meeresströme der Welt sind auch das Ergebnis der vor­ herrschenden Winde. Warme Meeresströme sind rot, kühle Meeresströme blau gekennzeichnet.

der Südhalbkugel das Wasser nach links von der Küste

als diese abgibt. In den höheren Breiten und zu den Polen

weggeführt, wenn der Wind aus Süd weht. Dadurch

hin ist dieses Verhältnis umgekehrt. Die Folge ist, dass die

kommt eine Art Walzenbewegung in Gang: An der Ober-

Atmosphäre und die Ozeane zum Ausgleich Energie vom

fläche wird das Wasser wegbewegt, aus der Tiefe steigt

Äquator nach Norden und nach Süden transportieren. In

Wasser auf. Dieses aufsteigende Wasser ist häufig nähr-

manchen Tropenregionen wie etwa dem Ostpazifik

stoffreich, weshalb viele Auftriebsgebiete auch besonders

gewinnt das Meer mehr als 100 Watt Wärme pro Quadrat-

fischreich sind.

meter – in etwa so viel wie ein Heizkessel liefert, um eine Wohnung behaglich zu machen. In den höheren Breiten

D er Ozean – der glo ba l e W ä r m e spe i c he r

gibt das Meer die Wärme wieder ab. Am größten ist der Verlust mit Werten von bis zu 200 Watt pro Quadratmeter

Die großen Meeresströme transportieren nicht allein rie-

vor den Ostküsten Nordamerikas und Asiens sowie in Tei-

sige Wassermassen, sondern zugleich auch gigantische

len der Arktis. Im Bereich des Nordatlantiks und des

Wärmemengen um den Globus. So wie der Wassertank

Nordpazifiks geben die Ozeane die Wärme durchaus groß-

einer Heizungsanlage Wärme aus der Solaranlage auf dem

räumig ab. Versorgt werden all jene Regionen, in die die

Dach speichert, wirken auch die Ozeane wie ein gewal-

großen Stromsysteme das warme Wasser tragen – etwa

tiges Wärmereservoir, in dem die Sonnenenergie lange

Europa. Die riesigen Meeresströme transportieren eine

erhalten bleibt. Die großen Meeresströme transportieren

maximale Wärmemenge von knapp 3 Petawatt (Billiarde

diese Wärme über Tausende von Kilometern und beein-

Watt) in Richtung Norden – rund 600-mal mehr, als alle

flussen damit erheblich, wie der Golfstrom zeigt, das Kli-

Kraftwerke der Welt zusammen leisten. Aber auch die

ma in vielen Regionen der Erde. In den warmen Tropen

Atmosphäre trägt zum Energieausgleich zwischen den

und in den Subtropen bis etwa zum 30. Breitengrad trifft

Tropen und den kälteren, höheren Breiten bei. Sie trans-

im Jahresdurchschnitt mehr Wärme auf die Erdoberfläche,

portiert weitere 2,5 bis 3 Petawatt Wärme, sodass sich ein

120

80

120

80

40

40

0

0

– 40

– 40

–80

–80

–120

–120

1.11 > Der Wärmeaustausch zwischen der Atmosphäre und

Werte einen Wärmeverlust – vor allem in den nördlichen Brei­

der Meeresoberfläche (in Watt pro Quadratmeter) ist je nach

ten – des Meeres an. In den arktischen Regionen ist der Wär­

Meeresgebiet recht unterschiedlich. Positive Werte geben eine

meverlust relativ gering, da das Meereis die Wärme wie eine

Wärmeaufnahme – vor allem in den Tropen – und negative

Isolierschicht im Wasser zurückhält.

nordgerichteter Wärmetransport von insgesamt 5,5 bis

Dabei nimmt der Atlantik eine Ausnahmestellung unter

6  Petawatt ergibt. In der Atmosphäre erfolgt der Wärme-

den Meeren ein. Er ist das einzige Ozeanbecken, in dem

transport in europäischen Breiten vor allem durch kreisen-

der Wärmetransport überall, also auch auf der Südhalbku-

de Tiefdruckgebiete. Im Atlantischen Ozean sind die Strö-

gel, nach Norden gerichtet ist. Die Tendenz nach Norden

mungen hingegen sehr viel geordneter, sodass die Wärme

kennt jeder Nordwesteuropäer dank des Golfstroms und

direkt nach Norden transportiert wird. Dort strömt warmes

des Nordatlantikstroms: Das Klima im Bereich des Nordat-

Wasser aus den Tropen nordwärts bis weit in den Ark-

lantiks, speziell in Nordwesteuropa und auch in Deutsch-

tischen Ozean, wo sich das Wasser abkühlt und Wärme an

land, ist besonders milde. So sind die Winter in anderen

die Umgebung abgibt. Durch die Abkühlung nimmt die

Regionen, die auf denselben Breitengraden liegen, deut-

Dichte des Meerwassers zu. Es sinkt in die Tiefe und wan-

lich kälter. In Kanada etwa liegen die Temperaturen im

dert gen Süden. Das atlantische Stromsystem transportiert

Winter um rund 10 Grad Celsius niedriger als in Westeur-

demnach riesige Mengen Wärme nach Norden. Bei die-

opa. Allerdings bewirkt nicht allein die Ozeanzirkulation

sem Transport übersteigt der thermohaline den durch die

diese Milde. Auch Luftströmungen tragen erheblich dazu

Winde angetriebenen Anteil bei Weitem.

bei. Durch die Verteilung der Gebirge, vor allem die Lage

Der Atlantik und auch der Pazifik tragen jeweils etwa

der Rocky Mountains, die sich von Nord nach Süd die

1 Petawatt Wärme aus den Tropen und Subtropen in nörd-

nord­a merikanische Westküste entlangziehen, und den

liche Richtung. Der Anteil des Indischen Ozeans hingegen

Einfluss der Corioliskraft entstehen in der Atmosphäre

ist vernachlässigbar gering.

sehr stabile großräumige Wirbel, sogenannte stehende

Wat t pro Quadrat meter

> Ka pi t e l 01

Wat t pro Quadrat meter

22

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

Äquator

2, 5

1, 5 1,0 0, 5 0 – 0, 5 –1,0

N ordger ichteter Wä r met ra nsp or t in Pet awat t

Globa ler Wär metranspor t 2,0

Pa zifik At la nt ik Indisc her Ozea n Ges a mt

–1, 5 –2,0 Südliche Breite

Nördliche Breite

–2, 5 80°

60°

40°

20 °



20 °

40°

60°

80°

1.12 > Die Ozeane tragen unterschiedlich stark zum globa­

tragen jeweils etwa 1 Petawatt Wärme bis 20 Grad nördlicher

len Wärmetransport bei. Nur der Atlantik transportiert auf der

Breite. Weiter nördlich überwiegt der Anteil des Atlantiks. Der

Südhalbkugel Wärme nach Norden (positive Werte). Der Äqua­

Indische Ozean wiederum beeinflusst den nördlichen Wärme­

tor liegt bei 0 Grad. Sowohl der Atlantik als auch der Pazifik

transport kaum.

planetare Wellen. Ein solcher Wirbel liegt auch über den

etwa 1  Meter. Die Meereisfläche wächst und schrumpft

USA, weil die Rocky Mountains als Hindernis große Luft-

mit den Jahreszeiten. Im Jahresdurchschnitt sind rund

massen ablenken. Ein Teil dieses Wirbels beschert uns im

7 Prozent der Ozeane (circa 23 Millionen Quadratkilome-

Durchschnitt Westwinde, die relativ milde Luft vom Atlan-

ter) mit Eis bedeckt, was in etwa der dreifachen Fläche

tik bis nach Nordwesteuropa tragen und uns vor der Kälte

Australiens entspricht. Dagegen sind die Landeismassen

aus dem Osten schützen.

relativ stabil. Sie bedecken permanent etwa 10 Prozent der Landoberfläche (14,8 Millionen Quadratkilometer).

Zukunft u ng ewiss – da s M e e r e i s

Wissenschaftler bezeichnen die vereisten Gebiete der Erde als Kryosphäre. Neben dem Landeis und dem Meer-

Das Meereis der arktischen Regionen hat einen erheb-

eis zählt dazu auch das Schelfeis, die ins Meer ragenden

lichen Einfluss auf den Wärmaustausch zwischen Atmo-

Teile kontinentaler Eisschilde. Die Veränderungen des

sphäre und Ozean, denn es wirkt wie eine Dämmschicht,

Meereises, wie etwa die Ausdehnung, der Bedeckungs-

die die im Wasser enthaltene Wärme zurückhält. Verge-

grad, die Dicke und die Bewegung, werden durch dyna-

genwärtigt man sich, wie groß die Eisflächen sind, wird

mische Prozesse (beispielsweise Meeresströmungen) und

deutlich, dass auch sie Auswirkungen auf das globale Kli-

durch thermodynamische Prozesse (Gefrieren und Schmel-

ma haben. Im Arktischen Ozean ist das Meereis, das

zen) hervorgerufen. Diese wiederum werden durch die

gemeinhin auch als Packeis bezeichnet wird, im Mittel

Sonnenstrahlung sowie die Wärmeflüsse in den Ozeanen

3  Meter dick. Im Südlichen Ozean misst es im Schnitt

beeinflusst.

23

24

> Ka pi t e l 01

selwirkung ganz erheblich. So besitzt Meereis ein hohes Reflexionsvermögen, eine hohe Albedo, und reflektiert einen beträchtlichen Teil des einfallenden Sonnenlichts. Dieser Effekt verstärkt sich noch, wenn Schnee auf dem Eis liegt. Das Meereis beeinflusst also die Strahlungsbilanz der Erde und spielt damit eine wichtige Rolle im Klimasystem. Der Einfluss des Meereises auf das Klima wird noch dadurch verstärkt, dass es die Atmosphäre und den Ozean voneinander isoliert. So können Wärme und Windenergie zwischen Atmosphäre und Ozean nur sehr schlecht ausgetauscht werden. Über den Meereisflächen ist die Atmosphäre daher deutlich kälter als über dem offenen Ozean. Dadurch verstärkt sich auch der Temperaturunterschied zwischen den Tropen, Subtropen und den Polargebieten. Denn in warmen Regionen steigt Luft verstärkt auf, der Luftdruck sinkt entsprechend. In den sehr kalten Bereichen hingegen lastet die Luft schwer, sodass sich starke Hochdruckzonen bilden. Die ausgleichende Luftströmung zwischen Hoch und Tief ist entsprechend stark und bewirkt im Zusammenspiel mit der Corioliskraft in den mittleren Breiten stärkere Westwinde. Natürlich beeinflusst das Meereis auch die Konvektion im Ozean und die Bildung von Tiefen- und Bodenwasser. Das Meereis spielt daher eine bedeutende Rolle für die großräumige Ozeanzirkulation, insbesondere für die thermohaline Zirkulation. Wie die globale Erwärmung auf die Meereisbildung und die damit gekoppelten Prozesse genau 1.13 > Eisberge bestehen in der Regel aus Süßwasser oder enthalten nur geringe Mengen

wirkt, weiß man heute noch nicht. Eis schmilzt, wenn es

an Salz. Aufgrund ihrer im Vergleich zum Meerwasser etwas geringeren Dichte ragt nur ein

wärmer wird. Welche Auswirkungen das aber auf die Strö-

kleiner Teil aus dem Wasser. Der weitaus größere Teil befindet sich unter der Wasserlinie.

mungen hat, lässt sich nur schwer einschätzen. Immerhin simulieren alle Klimamodelle eine beschleunigte Erwärmung in der Arktis bei weiter steigenden Spurengaskon-

Eines der auffälligsten und wichtigsten Merkmale der Kli-

zentrationen.

maschwankungen ist die Veränderung der Meereisaus-

Zudem beobachtet man in den letzten Jahrzehnten

dehnung in den Polargebieten. So reicht das arktische

einen deutlichen Rückgang der arktischen Meereisbe­

Meereis in manchen Wintern deutlich weiter nach Süden

deckung. Dabei spielt die sogenannte Eis-Albedo-Rück-

als in anderen. Geophysiker betrachten das Meereis nüch-

kopplung eine Rolle, eine positive Rückkopplung. Helle

tern als eine dünne, durchbrochene Schicht auf den

Oberflächen besitzen eine recht große Albedo. Wenn sich

polaren Ozeanen, die von Wind und Meeresströmungen

das Meereis infolge der globalen Erwärmung also zurück-

bewegt wird und sich in ihrer Dicke und Ausdehnung ver-

zieht, verringert sich die Albedo und es steht mehr Son-

ändert. Meereis bildet die Grenze zwischen den beiden

nenenergie zur Verfügung, die zu einer zusätzlichen

großen und wichtigen Komponenten des Erdsystems, der

Erwärmung führt, wodurch noch mehr Eis schmilzt. Die-

Atmosphäre und dem Ozean. Es beeinflusst deren Wech-

ser Prozess wirkt sich vor allem am Rand des Meereises

D i e We l t me e re , Mo t o r d e s g l o b a l e n K l i ma s <

aus. Ähnlich wie die dunkle Grasnarbe an den Rändern

Bremer Reederei als eines der ersten Privatunternehmen

einer löchrigen Schneedecke erwärmt sich das Meerwas-

weltweit die Nordostpassage mit einem Handelsschiff

ser am Eisrand stärker, sodass das Eis dort schneller

durchfahren. Doch die harten Konsequenzen des Klima-

abtaut. Je weiter sich das Eis zurückzieht, desto größer

wandels werden vermutlich schwerer wiegen als die Vor-

wird wiederum die freie, relativ dunkle Meeresfläche. Das

teile einer befahrbaren Nordroute – auch die negativen

Abschmelzen verstärkt sich.

Folgen für arktische Lebewesen wie etwa den Eisbären,

Das Schrumpfen des Meereises könnte den Klimawan-

dessen Lebensraum wegschmilzt, sind beträchtlich.

del künftig also noch verstärken. Ironischerweise beschert

Die großen Meeresströmungen und ihre Antriebskräfte

er dem Menschen aber etwas, wovon er schon lange

sind heute gut erforscht. Im Detail aber bleiben noch viele

träumt – die Öffnung des nördlichen Seewegs von Europa

Fragen offen. Noch hat man beispielsweise die thermoha-

über die Arktis nach Asien: die Nordostpassage. In den

line Zirkulation und das Wechselspiel der treibenden Kräf-

vergangenen Jahren hat sich das Eis im Sommer so weit

te nicht restlos aufgeklärt. Verschiedene mathematische

zurückgezogen, dass die arktischen Gewässer entlang der

Modelle kommen zu verschiedenen Ergebnissen. Zwar

russischen Nordküste künftig durchgängig von Handels-

nutzen alle Modelle dieselben Gleichungen, Messgrößen

schiffen durchfahren werden könnten – eine Strecke, die

und Eingabeparameter. Es ist aber schwierig, kleinräumige

um mehrere Tausend Kilometer kürzer als die Fahrt durch

Klimaeinflüsse auf regionaler Ebene richtig einzuschätzen

den Suezkanal ist. So hat erst im Frühherbst 2009 eine

und korrekt in die großen, globalen Modelle zu übertragen.

C onc lus i o Zeit zu h an deln

durch uns Menschen weiter so schnell erhöht wie in den letzten Jahrzehnten. Für Inselstaaten wie

Der Klimawandel wird sich in vielerlei Hinsicht auf

etwa die Malediven ist das fatal. Innerhalb weniger

die Meere auswirken und nicht allein die Strö-

Jahrzehnte könnten die Einwohner ihre Heimat ver-

mungen oder den Wärmehaushalt des Ozeans ver-

lieren. Dass die Wissenschaftler heute noch nicht

ändern. Steigende Kohlendioxidkonzentrationen in

mit letzter Sicherheit sagen können, wie sich der

der Atmosphäre bringen steigende Konzentrationen

Klimawandel künftig im Detail auswirken wird,

in den Ozeanen mit sich. Dadurch bildet sich ver-

sollte keinesfalls ein Argument dafür sein, nichts zu

stärkt Kohlensäure im Wasser, die die Meere ver-

tun. Die Gefahr ist real. Die Menschheit sollte alles

sauern lässt. Die Folgen für die Lebewesen sind

daransetzen, das Experiment Klimawandel so

heute noch kaum absehbar. Ebenso wenig weiß

schnell wie möglich zu beenden. Das Klimasystem

man, wie sich das Abschwächen der thermohalinen

reagiert träge auf die menschengemachten Verände-

Zirkulation oder des Golfstroms konkret auf die

rungen. Damit besteht die Gefahr, dass bestimmte

Lebensgemeinschaften im Meer auswirken wird,

Entwicklungen schon heute irreversibel sind. Dieses

auf Krebs- oder Fischlarven, die mit den Strömen

Risiko sollte Anlass sein, vorausschauend zu han-

durch die Ozeane transportiert werden. Während

deln und den Ausstoß klimarelevanter Gase erheb-

des Klimagipfels in Kopenhagen wurde erneut vor

lich zu drosseln. Was die Durchführung von Kli-

den Gefahren des Meeresspiegelanstiegs gewarnt.

maschutzmaßnahmen betrifft, ist keine Zeit zu

Fachleute sind sich heute weitgehend darin einig,

verlieren. Vieles deutet darauf hin, dass sich die

dass der Meeresspiegel bis zum Ende dieses Jahr-

ärgsten Folgen des Klimawandels noch vermeiden

hunderts um etwa einen Meter steigen wird, falls

lassen, wenn heute in CO 2-arme Technik investiert

sich der weltweite Ausstoß von Treibhausgasen

würde. Es ist an der Zeit zu handeln.

25

26

> Ka pi t e l 02

2

Wie der Klimawandel die Chemie der Meere verändert

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <



> D e r m a s s i ve A u s s t o ß vo n Ko h l e n d i ox i d i n d i e A t m o s p h ä r e w i r k t s i c h a u c h a u f

d i e c h e m i s c h e n u n d b i o l o g i s c h e n P r o z e s s e i m M e e r a u s . S o kö n n t e d i e E r w ä r m u n g d e s Wa s s e r s d a z u f ü h r e n , d a s s s i c h f e s t e M e t h a n l a g e r a m M e e r e s g r u n d a u f l ö s e n . A u c h we r d e n d i e O z e a n e d u r c h d i e A u f n a h m e vo n z u s ä t z li c h e m CO 2 ve r s a u e r n . M i t a u f we n d ig e n M e s s u n g e n ve r s u c h e n F o r s c h e r h e r a u s z u f i n d e n , w i e v i e l CO 2 i n s M e e r ü b e r g e h t . W i c h t ig e I n f o r m a t i o n e n li e f e r t d a b e i d e r S a u e r s t o f f.

27

28

> Ka pi t e l 02

D ie Rol le de s Me er e s a l s g r ößter CO2 - Spe ic her

> Di e O ze a n e n e h m e n e r h e b l i ch e K o h l e n d i o x i d m e n g e n a u f u n d s ch lu cken

d a m i t e i ne n gr oße n Te i l de s v o m Me n s ch e n f r e i g e s e t zt e n Tr e i b h a u s g a s e s . E i n e E n t w a r n u n g is t d as tr o t z d e m n i c h t , d e n n d i e s e P r o z e s s e z i e h e n s i c h ü b e r J a h r h u n d e r t e h i n u n d w e r d e n d i e F olgen des K l i m a w a n d e l s n i c h t v e r h i n d e r n k ö n n e n . Z u d e m i s t k a u m a b z u s e h e n , w i e d e r L e b e n s r a u m M eer auf die zusä t z l i c he CO 2 - Auf na hm e r e a g i e r t .

D i e Wa n d l u n g s f ä h i g k e i t d e s K o h l e n s t o ff s

Mensch begann, durch die verstärkte Verbrennung von Kohle, Öl und Gas Unmengen von Kohlenstoff in Form

Kohlenstoff ist das Element des Lebens. Der Körper des

von CO 2 freizusetzen und den atmosphärischen CO 2-Ge-

Menschen ist daraus aufgebaut, und auch tierische oder

halt zu verändern. Damals lag der Kohlenstoffgehalt der

pflanzliche Biomasse wie Blätter und Holz besteht über-

Atmosphäre bei nur knapp 600 Gigatonnen Kohlenstoff.

wiegend aus Kohlenstoff (C). Pflanzen an Land und Algen

Der Ozean ist somit der Gigant unter den Kohlenstoffre-

im Meer nehmen ihn in Form von Kohlendioxid (CO 2 ) aus

servoiren und bestimmt entscheidend den atmosphä-

der Atmosphäre oder aus dem Wasser auf und wandeln

rischen CO 2-Gehalt. Der Kohlenstoff dringt jedoch erst im

ihn während der Photosynthese in energiereiche Mole-

Laufe von Jahrhunderten in den tiefen Ozean vor, weil

küle wie Zucker und Stärke um. Durch den Stoffwechsel

sich die Ozeane nur sehr träge durchmischen (Kapitel 1).

von Organismen und natürliche chemische Prozesse

Damit ziehen sich auch durch den Ozean hervorgerufene

wechselt der Kohlenstoff immer wieder seinen Zustand.

Änderungen des atmosphärischen Kohlenstoffgehalts über

Er wird fest in Materie eingebunden oder steigt als CO 2 in

Jahrhunderte hin. In erdgeschichtlichen Dimensionen ist

die Atmosphäre auf. Das Meer speichert mehr Kohlenstoff

das schnell; aus menschlicher Perspektive aber zu lang-

als die Atmosphäre und die Landbiosphäre (Pflanzen und

sam, um den Klimawandel weitgehend abzufangen.

Tiere). Noch größere Mengen an Kohlenstoff sind in der

Im Hinblick auf den Klimawandel ist im globalen Koh-

Lithosphäre, also den Gesteinen des Planeten, gebunden,

lenstoffkreislauf vor allem das Treibhausgas CO 2 von Inte-

unter anderem in Kalkstein (Kalziumkarbonat, CaCO 3 ).

resse. Heute wissen wir, dass sich die CO 2-Konzentration

Die drei im Kontext anthropogener Klimawandel wich-

in der Atmosphäre in den knapp 12 000 Jahren zwischen

tigen Speicher Atmosphäre, Landbiosphäre und Ozean

der letzten Eiszeit und dem Beginn der industriellen Revo-

tauschen permanent Kohlenstoff aus, wobei sich der Aus-

lution Anfang des 19. Jahrhunderts nur sehr geringfügig

tausch in Zeiträumen von bis zu Jahrhunderten vollzieht,

verändert hat. Eine solche vergleichsweise stabile CO 2-

was auf den ersten Blick langsam erscheint. Bedenkt man

Konzentration deutet darauf hin, dass sich der vorindustri-

aber, dass Kohlenstoff in den Gesteinen der Erdkruste für

elle Kohlenstoffkreislauf weitgehend im Gleichgewicht

Jahrmillionen gebunden bleibt, dann kann man den Aus-

mit der Atmosphäre befand. Man nimmt an, dass der Oze-

tausch zwischen den Kohlenstoffreservoiren Atmosphäre,

an in diesem vorindustriellen Gleichgewicht jährlich etwa

Landbiosphäre und Ozean durchaus als rasch bezeichnen.

0,6 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr an die Atmosphäre

Wissenschaftler können heute oft recht gut abschätzen,

abgab. Der Grund dafür ist der Eintrag von pflanzlichem

wie viel Kohlenstoff in den einzelnen Reservoiren gespei-

Kohlenstoff, der über die Flüsse vom Land ins Meer trans-

chert ist. Im Ozean befindet sich mit einer Masse von

portiert und nach dem Abbau durch Bakterien als CO 2 an

38 000 Gigatonnen (Gt) Kohlenstoff (1 Gigatonne = 1 Mil-

die Atmosphäre abgegeben wird, sowie von anorga-

liarde Ton­­­nen) gut 16-mal so viel Kohlenstoff wie in der

nischem Kohlenstoff aus der Verwitterung kontinentaler

Land­b iosphäre und rund 60-mal so viel wie in der vorin-

Kalkgesteine. Dieser Transport findet vermutlich auch

dustriellen Atmosphäre, zu einer Zeit also, bevor der

heute noch im Wesentlichen unverändert statt. Seit dem

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

At mosphä re 597 + 16 5

Ver witter ung 0, 2

Respirat ion ( Stof f wechsel der P f la nzen ) 119,6

Pr imä r produk t ion ( CO 2 -Aufna hme durch P f la nzen ) 120

S enke „L a nd“ 2 ,6

geä nder te L a ndnut zung 1,6

6 ,4

fossile Energiet räger 370 0 – 24 4

Veget at ion, Erdboden u. a bges tor b enes Mater ia l 23 0 0 + 101 – 14 0 0,4 Flüsse 0, 8

70,6

70

20 22 , 2 50

ob er f lächenna her Ozea n 9 0 0 + 18 Ver wit ter ung 0, 2

9 0, 2

10 1

1,6

39

M eeresorga nismen 3 11

mit t lere und t iefe Ozea nschichten 37 10 0 + 10 0 0, 2 Größe der Reser voire in Gigatonnen C Stof f f lüsse und -raten in Gigatonnen C pro Ja hr

ob ere S ediment schichten 15 0

2.1 > Der globale Kohlenstoffkreislauf der 1990er Jahre mit dem

ergeben und zu den Emissionen von 244 Gt C aus der Verbren-

Kohlenstoffinhalt der verschiedenen Speicher (in Gigaton­n en

nung fossiler Brennstoffe hinzugerechnet werden. Die terre-

Kohlenstoff Gt  C) sowie den jährlichen Austauschflüssen zwi-

strische Senke für anthropogenes CO 2 in Höhe von 101 Gt C ist

schen diesen. Vorindustrielle natürliche Flüsse sind in Schwarz,

nicht direkt nachgewiesen, sondern ergibt sich aus der Diffe-

anthropogene Änderungen in Rot angegeben. Der Verlust von

renz zwischen kumulativen Emissionen (244 + 140 = 384 Gt C)

140 Gt C in der terrestrischen Biosphäre entspricht den kumu-

auf der einen sowie atmosphärischem Anstieg (165  Gt  C) und

lativen CO 2 -Emissionen, die sich aus der geänderten Landnut-

ozeanischer Senke (100  +  18  =  118  Gt  C) auf der anderen

zung (überwiegend Brandrodung in tropischen Regenwäldern)

Seite.

Beginn der Industrialisierung gelangen jährlich zuneh-

Reservoiren gegenüber denen der vorindustriellen Zeit

mende Mengen an zusätzlichem Kohlenstoff in Form von

verändert haben. Neben der Atmosphäre nehmen auch

Kohlendioxid in die Atmosphäre. Die Ursachen sind neben

die Ozeane und vermutlich auch die Landpflanzen per-

der Verbrennung fossiler Energieträger (6,4 Gigatonnen

manent einen Teil dieses anthropogenen, also durch

Kohlenstoff jährlich in den 1990er Jahren) eine geänderte

menschliche Aktivitäten freigesetzten CO 2 auf.

Landnutzung wie beispielsweise die intensive Brandrodung in den tropischen Regenwäldern (1,6 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr). Vom Anfang des 19. Jahrhunderts

D e r O ze a n a l s S e n k e f ü r a n t h r o p o g e n e s C O ²

bis zum Ende des 20. Jahrhunderts hat der Mensch rund

Sobald CO 2 aus der Atmosphäre ins Wasser übergeht, rea-

400 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid

giert es chemisch mit den Wassermolekülen zu Kohlen-

freigesetzt. Damit befindet sich der heutige Kohlenstoff-

säure, und es kommt zu Verschiebungen in den Konzen-

kreislauf in einem markanten Ungleichgewicht. Diese

trationen der sich von der Kohlensäure ableitenden Ionen

zusätzlichen Mengen an Kohlenstoff führen zu Verschie-

Hydrogenkarbonat (HCO 3– ) und Karbonat (CO 32– ). Da das

bungen zwischen den Kohlenstoffreservoiren, was sich

Kohlendioxid im Meer damit sozusagen direkt weiterver-

darin äußert, dass sich die Austauschflüsse zwischen

arbeitet wird, besitzen die Ozeane ein im Vergleich zu

29

30

> Ka pi t e l 02

Das Meer mit Eise n dünge n Eisen ist ein lebenswichtiger Pflanzennährstoff und das zweithäu-

Sedimenten am Meeresgrund in die Ozeane. Forscher vermuten,

figste chemische Element auf der Erde, wovon jedoch der allergrößte

dass veränderte Windströmungen und eine trockenere Atmosphäre

Anteil im Erdkern steckt. In vielen Regionen sind Pflanzen ausrei-

während der letzten Eiszeit zu einem wesentlich höheren Eisenein-

chend mit Eisen versorgt. Große Gebiete des Ozeans aber sind so

trag in den Südozean geführt haben. Damit ließe sich der während

eisenarm, dass hier das Wachstum einzelliger Algen durch Eisen limi-

der letzten Eiszeit deutlich reduzierte atmosphärische CO 2 -Gehalt

tiert ist. Zu diesen eisenlimitierten Gebieten gehören der tropische

zumindest

Ostpazifik und Teile des Nordpazifiks sowie der gesamte Südozean.

Modell­­simulationen zu dem Schluss, dass eine großskalige Eisendün-

Diese Meeresregionen sind reich an den Hauptnährstoffen (Makro-

gung der Ozeane den derzeitigen atmosphärischen CO 2 -Gehalt um

nährstoffen) Nitrat und Phosphat. Doch das Eisen, welches Pflanzen

etwa 30 ppm (parts per million, millionstel Volumenanteile) absen-

nur in sehr geringen Mengen benötigen (Mikronährstoff), fehlt.

ken könnte. Zum Vergleich: Die menschlichen Aktivitäten haben den

Experten bezeichnen diese Meeresgebiete somit als HNLC-Region

atmosphärischen CO 2 -Gehalt von etwa 280 ppm auf gegenwärtig

(high nutrient, low chlorophyll; nährstoffreich und arm an Chloro-

390 ppm erhöht.

teilweise

erklären.

Entsprechend

kommen

moderne

phyll), da hier keine Algen wachsen und die Menge des Pflanzen-

Meeresalgen nehmen zwischen tausend und einer Million Mal

farbstoffs Chlorophyll im Wasser entsprechend gering ist. Mit Dün-

weniger Eisen als Kohlenstoff auf. Schon geringe Eisenmengen genü-

gungsexperimenten haben Forscher gezeigt, dass sich das Pflan­­-

gen daher, um die Aufnahme großer Kohlendioxidmengen in die

zenwachstum in allen diesen Gebieten stark anregen lässt, wenn

Pflanzen anzukurbeln. Mit relativ wenig Eisen können unter geeig-

man das Wasser mit Eisen düngt. Da Pflanzen Kohlenstoff aufneh-

neten Bedingungen also große Mengen von CO 2 umgesetzt werden.

men, wird damit zumindest kurzzeitig Kohlendioxid aus der Atmo-

Somit liegt der Gedanke nahe, die Meere in großem Stil zu düngen

sphäre in Biomasse verwandelt.

und die hohen CO 2 -Konzentrationen in der Atmosphäre durch die

Eine solche Eisendüngung ist durchaus ein natürliches Phänomen.

Einlagerung (Sequestrierung) in Meeresorganismen zu verringern.

So wird zum Beispiel eisenreicher Wüstenstaub durch Winde bis aufs

Wenn die Algen sterben, dann absinken und schließlich von Tieren

Meer verdriftet. Eisen gelangt außerdem mit dem Schmelzwasser

verdaut oder von Mikroorganismen abgebaut werden, wird das Koh-

von Eisbergen oder durch den Kontakt des Wassers mit eisenhaltigen

lendioxid allerdings wieder freigesetzt. Um einschätzen zu können,

2.2 > Eisen ist ein lebenswichtiger Algennährstoff, der in vielen Meeresgebieten kaum vorhanden ist. Das Algenwachstum wird dadurch gehemmt. Düngt man das Wasser künstlich mit Eisen, führt das zu einer fast schlagartigen Zunahme der Algen. Mikroskopische Untersuchungen von Wasserproben, die im Südatlantik mit dem Forschungsschiff „Polarstern“ gewonnen wurden, zeigten deutlich, dass sich in dieser eigentlich eisenarmen Region nach einer Eisendüngung Algen tatsächlich stark vermehrten. Etwa drei Wochen nach der Düngung dominierten vor allem längliche hartschalige Kieselalgen die marine Algengemeinschaft.

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

ob das gebundene Kohlendioxid tatsächlich im Ozean verbleibt,

Da diese Wassermassen erst nach Hunderten von Jahren wieder an

muss man daher zunächst herausfinden, in welcher Tiefe, und damit

die Oberfläche gelangen, scheint der Südozean für eine CO 2 -Seques­

räumlicher und zeitlicher Entfernung von der Atmosphäre, die durch

trierung am besten geeignet zu sein.

Eisendüngung produzierte Biomasse wieder abgebaut und das auf-

Experten fürchten, dass die Eisendüngung gleich mehrere uner-

genommene Kohlendioxid freigesetzt wird. Üblicherweise werden 60

wünschte Nebenwirkungen haben könnte. So ist es denkbar, dass die

bis 90 Prozent der Biomasse bereits im Oberflächenwasser in Kon-

Eisendüngung durch den vermehrten Abbau von organischem Mate-

takt mit der Atmosphäre wieder abgebaut. Dieser Biomasseanteil

rial und damit verstärkten Eintrag von Kohlendioxid in tiefere Was-

stellt somit keinen Beitrag zur Sequestrierung dar. Selbst wenn der

serschichten vor Ort zur Ozeanversauerung beiträgt. Darüber hinaus

Abbau erst in großen Tiefen geschieht, wird das CO 2 mit der globa-

würde der Abbau der durch die Düngung erzeugten zusätzlichen

len Ozeanzirkulation in einigen Hundert bis tausend Jahren wieder in

Biomasse zugleich vermehrt Sauerstoff zehren, den Fische und ande-

die Atmosphäre gelangen.

re Tiere benötigen. Im relativ gut belüfteten Südozean sind unmittel-

Nicht nur aus diesem Grund wurde die Eisendüngung kontrovers

bare Effekte durch eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration auf

diskutiert. So fürchten manche Experten, dass der Eiseneintrag den

die Biologie vermutlich sehr gering. Es ist aber nicht auszuschließen,

Nährstoffhaushalt in anderen Regionen stört. Da durch das verstärk­

dass diese reduzierten Sauerstoffgehalte Fernwirkungen haben und

te Algenwachstum die Makronährstoffe im Oberflächenwasser auf-

an anderen Orten im Weltozean die Situation in den bereits vorhan-

gebraucht werden, ist es denkbar, dass in anderen, vom Düngungs-

denen Sauerstoffminimumzonen verschärfen.

gebiet stromabwärts gelegenen Meeresgebieten die Nährstoffe

Wenig untersucht sind auch mögliche Folgen der Eisendüngung

fehlen werden. Dort würde die Produktion der Algen abnehmen, was

auf die Artenvielfalt und die marine Nahrungskette auf Zeitskalen,

die CO 2 -Sequestrierung im gedüngten Areal konterkarieren würde.

die über die wenigen Wochen der bisherigen Eisendüngungsexperi-

Ein solcher Effekt wird beispielsweise für den tropischen Pazifik

mente hinausgehen. Bevor die Eisendüngung als mögliches Verfah-

erwartet, nicht aber für den Südozean, in dem die Oberflächenwas-

ren der CO 2 -Sequestrierung etabliert wird, müsste zunächst genau

ser nur relativ kurz an der Meeresoberfläche verweilen und in der

festgelegt werden, wie mögliche Nebeneffekte beobachtet und pro-

Regel wieder abtauchen, bevor die Makronährstoffe erschöpft sind.

tokolliert werden können.

31

32

> Ka pi t e l 02

Süßwasser zehnfach höheres Aufnahmevermögen für CO 2

aber Jahrhunderte dauern, bis ein Gleichgewicht herge-

und nehmen dieses daher in großen Mengen auf. Fachleu-

stellt ist. Die gemächliche Pufferung von CO 2 durch die

te bezeichnen eine solche Aufnahme von CO 2 auch als

Reaktion mit den Kalksedimenten dürfte sogar Jahrtausen-

Senke. Das Meer fängt das atmosphärische CO 2 also ab,

de andauern. Für die heutige Situation bedeutet das, dass

wobei diese besondere Wirkung des Meerwassers vor

es zunächst beim Kohlenstoff-Ungleichgewicht zwischen

allem auf das Karbonation zurückzuführen ist, welches

Ozean und Atmosphäre bleibt: Der Weltozean kann das

mit 10 Prozent einen erheblichen Teil des gelösten anorga-

Treibhausgas nicht so schnell aufnehmen, wie es durch

nischen Kohlenstoffs im Meer ausmacht. Als anorga-

den Menschen in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die

nischen Kohlenstoff bezeichnet man im Meer den in CO 2,

sich aus den chemischen Abläufen im Wasser ergebende

Hydrogenkarbonat und Karbonat gebundenen Kohlenstoff.

Aufnahmekapazität der Meere ist also unmittelbar abhän-

Sollte sich in Zukunft ein neues Kohlenstoff-Gleichgewicht

gig von der Durchmischungsgeschwindigkeit des Weltoze-

zwischen Atmosphäre und Weltozean einstellen, dann

ans. Die ozeanische CO 2-Aufnahme hinkt damit stark hin-

wird das ozeanische Reservoir vor allem dank des Karbo-

ter der Menge der derzeitigen CO 2-Emissionen her.

nats rund 80 Prozent des anthropogenen CO 2 aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Von zusätzlicher Be­-

D e n A u s t a u s ch zw i s ch e n A t m o s p h ä r e

deutung ist dabei die puffernde Wirkung der Tiefsee-

u n d Me e r m e s s e n

Kalksedimente. Diese nehmen große Mengen an CO 2 auf,

2.3 > Zementwerke wie hier bei Amsterdam gehören nach der Verbrennung fossiler Brennstoffe zu den global signifikanten anthropogenen Kohlendioxidquellen. Entsprechend groß ist das CO 2 -Einsparpotenzial in diesen Industriebereichen.

indem das dort seit Langem lagernde Karbonat mit CO 2

Für zuverlässige Klimaprognosen ist es von entschei-

reagiert und sich dabei zum Teil auflöst. Dank dieses Pro-

dender Bedeutung, genau zu bestimmen, wie viel CO 2 tat-

zesses können letztlich sogar etwa 95 Prozent der anthro-

sächlich in der Senke Ozean verschwindet. Forscher

pogenen Emissionen vom Ozean aufgenommen werden.

haben daher eine Vielzahl unabhängiger Methoden ent-

Wegen der trägen Durchmischung des Ozeans wird es

wickelt, mit denen sich quantifizieren lässt, welche Rolle

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

33

2.4 > Der Weltozean nimmt das anthropogene CO 2­ vor allem Äquator

im Nordatlantik sowie in einem Gürtel zwischen 30 und 50 Grad südlicher Breite auf. Die Werte zeigen die Gesamtaufnahme vom Beginn der industriellen Revolution bis zum Jahr 1994.

M ol pro Quadrat meter Wa sser säule 0

10

20

30

40

50

60

70

80

der Ozean gegenwärtig im anthropogen veränderten Koh-

Weitem nicht aus. Daher wurden zahlreiche Handels-

lenstoffkreislauf spielt. Diese haben viel zum gegenwär-

schiffe mit Messgeräten ausgestattet, die auf ihren Reisen

tigen Verständnis der Zusammenhänge beigetragen. Eine

automatisch CO 2-Messungen durchführen und die Da­­-

besondere Rolle spielen vor allem zwei Verfahren:

ten speichern. Dieses „Voluntary Observing Ship“-Projekt

Die erste Methode (Atmosphäre-Ozean-Flussmethode)

(VOS) wird seit mehreren Jahrzehnten durchgeführt und

beruht auf der Messung der sogenannten CO 2-Partial-

umfasst weltweit Dutzende Schiffe. Grundsätzlich ist es

druckdifferenz zwischen Oberflächenozean und Atmo-

ungeheuer schwierig, den über Raum und Zeit stark vari-

sphäre. Der Partialdruck ist derjenige Druck, den ein Gas

ierenden CO 2-Austausch in den Weltmeeren adäquat zu

wie etwa CO 2 in einem Gasgemisch wie der Luft zum

erfassen. Dank des existierenden VOS-Netzwerks aber

Gesamtdruck beiträgt. Damit ist der Partialdruck auch

konnte man eine erste wichtige Grundlage schaffen. Die

eine Möglichkeit, die Zusammensetzung der Atmosphäre

Datenbasis aus über drei Jahrzehnten reicht aus, um den

quantitativ zu beschreiben. Je mehr von diesem Gas vor-

jährlichen Gasaustausch über die Gesamtoberfläche der

handen ist, desto höher ist sein Partialdruck. Stehen zwei

Ozeane zu mitteln. Er wird als mittlere jährliche CO 2-

Volumina, zum Beispiel die Atmosphäre und die oberflä-

Flussdichte angegeben, wobei der CO 2-Fluss in Kohlen-

chennahen Schichten des Ozeans, miteinander in Verbin-

stoff umgerechnet wird. Die Einheit der Flussdichte (mol

dung, kann ein Gasaustausch stattfinden. Eine etwaige

C /m 2 /  J ahr) ist damit die Menge des Kohlenstoffs (C),

Partialdruckdifferenz führt dazu, dass es zu einem Netto-

gemessen in Mol, die als CO 2 in einem Jahr durch einen

austausch von CO 2 kommt. Das Gas strömt dabei vom

Quadratmeter Ozeanoberfläche in den Ozean fließt.

Bereich mit dem höheren Partialdruck in den Bereich des

Unser heutiges Bild beruht auf rund drei Millionen Mes-

niedrigen Drucks. Dieser Nettogasaustausch lässt sich

sungen, die in die Berechnung der CO 2-Nettoflüsse einge-

berechnen, wenn man die globale Verteilung der CO 2-Par-

gangen sind. Die Daten wurden zwischen 1970 und 2007

tialdruckdifferenz kennt. Angesichts der Größe des Welt-

aufgenommen, wobei der Großteil der Messwerte im ver-

­­ozeans bedeutet das einen gewaltigen Messaufwand. Die

gangenen Jahrzehnt durch das VOS-Programm gewonnen

weltweite Flotte der Forschungsschiffe reicht dafür bei

wurde. Recht gut erfasst sind die für das Weltklima wich-

34

> Ka pi t e l 02

tigen Gebiete wie der subpolare Nordatlantik, der subpola-

Ein besonders erfolgreiches und prominentes Beispiel

re Pazifik und das Südpolarmeer. Für andere Meeresregi-

für die Erfassung der CO 2-Mengen in den Ozeanen ist der

onen gibt es hingegen noch immer nur wenige Messwerte.

globale hydrographische GLODAP-Datensatz (Global Oce-

Für diese chronisch unterbeprobten Gebiete fehlt es der-

an Data Analysis Project), der von 1990 bis 1998 durch

zeit also noch an der für eine genaue Berechnung erforder-

große internationale Forschungsprogramme gewonnen

lichen Datenbasis. Trotzdem konnten Wissenschaftler

wurde. Dieser Datensatz

inzwischen mithilfe der vorliegenden Daten die CO 2-Sen-

• umfasst eine Vielzahl von Messgrößen;

ke Ozean recht gut quantifizieren, wobei der Wert wiede-

• basiert auf der Analyse von mehr als 300 000 Wasser-

rum in Kohlenstoff umgerechnet wird. Für das Referenzjahr 2000 beträgt die Senke 1,4 Gigatonnen Kohlenstoff. Dieser Wert ist ein Saldo des natürlichen Kohlenstoff-

proben; • enthält Daten, die auf knapp 100 Expeditionen an nahezu 10 000 hydrographischen Stationen in den Ozeanen

flusses aus dem Meer in die Atmosphäre und umgekehrt

gewonnen wurden.

dem Transport anthropogenen Kohlenstoffs aus der Atmo-

Alle diese Daten wurden in einem aufwendigen Prozess

sphäre ins Meer. So steigen jährlich nach wie vor 0,6 Giga-

nachkorrigiert und einer mehrstufigen Qualitätskontrolle

tonnen Kohlenstoff aus dem Meer auf, was dem natür-

unterzogen. Damit wurde eine größtmögliche Konsistenz

lichen vorindustriellen Wert entspricht. Umgekehrt gehen

und Vergleichbarkeit der Daten aus einer Vielzahl ver-

jedes Jahr etwa 2,0  Gigatonnen anthropogen erzeugten

schiedener Labore erreicht. Der GLODAP-Datensatz bietet

Kohlenstoffs ins Meer über. Aufgrund der immer noch als

bis heute den genauesten und umfassendsten Blick auf

prekär zu bezeichnenden Datenlimitation musste sich die-

den marinen Kohlenstoffkreislauf. Auf Basis dieses Daten-

se Methode bisher auf den klimatologischen CO 2-Fluss

satzes konnte erstmals zuverlässig abgeschätzt werden,

beschränken, das heißt auf ein langfristiges Mittel über

wie viel anthropogenes CO 2 bisher von der Senke Ozean

den gesamten Beobachtungszeitraum. Erst jetzt rücken

aus der Atmosphäre aufgenommen worden ist: Bis zum

Untersuchungen zur zwischenjährlichen Variabilität die-

Jahr 1994 belief sich die anthropogene CO 2-Aufnahme auf

ser CO 2-Senke in besonders gut abgedeckten Regionen in

118 ± 19 Gigatonnen Kohlenstoff seit Beginn der Industri-

greifbare Nähe. Ein erstes prominentes Beispiel ist der

alisierung. Die Ergebnisse zeigen, dass das anthropogene

Nordatlantik. Es zeigt überraschend, dass die Daten zwi-

CO 2 vor allem in zwei Regionen aus der Atmosphäre in

schen einzelnen Jahren erheblich variieren. Dies ist ver-

den Ozean eingetragen wird. Zum einen ist dies der sub-

mutlich auf natürliche Klimazyklen wie die Nordatlan-

polare Nordatlantik, wo das CO 2 mit der Tiefenwasserbil-

tische Oszillation (Kapitel 1) zurückzuführen, die einen

dung (Kapitel 1) ins Ozeaninnere abtaucht. Zum anderen

erheblichen Einfluss auf den natürlichen Kohlenstoffkreis-

wird CO 2 in einem Gürtel zwischen etwa 30 und 50 Grad

lauf haben.

südlicher Breite in den Ozean eingetragen. Hier sinkt das

Die zweite Methode versucht mithilfe geochemischer oder statistischer Verfahren zu berechnen, wie viel CO 2 im Ozean aus natürlichen und wie viel aus anthropogenen

Oberflächenwasser aufgrund der Bildung von Zwischenwasser ab, welches sich in der Tiefe ausbreitet. Der aus dem GLODAP-Datensatz ermittelte globale

Quellen stammt – obgleich beide in chemischer Hinsicht

CO 2-Eintrag stellt gewissermaßen einen Schnappschuss

(weitgehend) identisch und im Grunde nicht zu unter-

eines langfristigen, fließenden Ungleichgewichtszustands

scheiden sind. Tatsächlich stehen heutzutage mehrere

dar: Zwar geht das anthropogene CO 2 kontinuierlich in

Verfahren zur Verfügung, die eine solche Differenzierung

das Ozeaninnere über. Doch hat das Gas den Ozean längst

zulassen. Sie liefern generell sehr konsistente Ergebnisse.

noch nicht in Gänze durchdrungen. Die GLODAP-Daten

Im Detail weichen diese Methoden allerdings voneinander

zeigen, dass der Weltozean bisher nur gut 40 Prozent der

ab. So sind die Ergebnisse in gewissem Umfang abhängig

CO 2-Mengen aufgenommen hat, die der Mensch zwischen

davon, wo die Daten erhoben wurden und von welchen

1800 und 1995 in die Atmosphäre freigesetzt hat. Die

Annahmen und Näherungen die Wissenschaftler jeweils

maximale Aufnahmekapazität des Weltozeans von mehr

ausgehen.

als 80 Prozent ist also noch längst nicht erreicht.

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

35

Wi e der Klimawan del de n m a r i ne n Kohl e nst off -

beispielsweise veränderte Strömungen und höhere Tem-

2.5 > Um festzu-

kreis lau f beein flusst

peraturen. Eine Rolle spielen möglicherweise auch Verän-

stellen, wie sich die

derungen bei der Produktion und dem Abbau von BiomasDer natürliche Kohlenstoffkreislauf bewegt jährlich viele

se im Ozean.

steigende CO 2­-Konzentration in der Atmosphäre auf das

Milliarden Tonnen Kohlenstoff. Zum einen wird der Koh-

Die Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf machen

Meer auswirkt, hat

lenstoff räumlich transportiert, etwa durch die Meereströ-

sich noch auf eine andere Art bemerkbar: Die verstärkte

ein internationales

mungen. Zum anderen geht er von einem Zustand in einen

Aufnahme von Kohlendioxid ins Meer führt zur Versaue-

anderen über – beispielsweise von einer anorganischen in

rung der Ozeane, oder chemisch ausgedrückt: einer

eine organische chemische Verbindung. Grundlage dieses

Abnahme des pH-Werts. Das könnte gravierende Auswir-

Tanks mit CO 2

ständigen Transports und Wandels sind eine Vielzahl bio-

kungen auf marine Organismen und Ökosysteme haben.

angereichert und die

logischer, chemischer und physikalischer Prozesse, die

Besonders betroffen wären hier kalkbildende Orga­n ismen,

auch als Kohlenstoffpumpen bekannt sind. Diese Prozesse

weil ein saureres Milieu die Kalkproduktion erschwert. In

werden durch klimatische Faktoren angetrieben oder

Laborexperimenten konnte man zeigen, dass diese Ver-

zumindest stark beeinflusst. Ein Beispiel ist der Stoffwech-

sauerung Korallen und andere Lebewesen beeinträchtigt.

sel von Organismen, der durch steigende Umgebungstem-

Derzeit wird das Thema Ozeanversauerung weltweit in

peraturen angekurbelt wird. Dieser Effekt der Temperatur

großen Forschungsprogrammen bearbeitet. Endgültige

ist jedoch bei den Produzenten von Biomasse (vor allem

Aus­­­sagen über Rückkopplungseffekte zwischen Klima

den einzelligen Algen) vermutlich geringer als bei den

und Versauerung kann man daher noch nicht machen.

Konsumenten von Biomasse (vor allem den Bakterien),

Ähnliches gilt für den Einfluss der Ozeanerwärmung.

was in manchen Regionen zu Verschiebungen der lokalen

Auch hier gibt es viele Hinweise auf erhebliche Rückkopp-

biologischen Kohlenstoffbilanzen führen könnte. Da viele

lungseffekte, aber zu wenig solide Erkenntnisse, um

klimatische Wechselwirkungen bislang nur unzureichend

belastbare quantitative Aussagen zu machen.

verstanden sind, lässt sich folglich nur schwer abschätzen,

Es bleibt damit abzuwarten, welchen Einfluss der globa-

wie der Kohlenstoffkreislauf und die Kohlenstoffpumpen

le Wandel auf den natürlichen Kohlenstoffkreislauf des

auf den Klimawandel reagieren werden. Erste Indikatoren

Ozeans haben wird. Es wäre naiv anzunehmen, dass die-

eines den gesamten Weltozean erfassenden Wandels sind

ser vernachlässigbar und für das zukünftige Klima auf

Veränderungen der Meerestemperatur und des Salzge-

unserem Planeten irrelevant sei. Vielmehr sollte unser

halts. Zudem hat man festgestellt, dass der Sauerstoffge-

begrenztes Verständnis der Zusammenhänge Anlass sein,

halt des Meerwassers generell abnimmt, was auf biolo-

den Ozean noch besser zu erforschen und neue Beobach-

gische und physikalische Ursachen zurückgeführt wird,

tungsmethoden zu entwickeln.

Forscherteam vor Spitzbergen Meerwasser in schwimmenden

Auswirkung auf die Lebewesen untersucht.

36

> Ka pi t e l 02

D ie Fol gen der Oze a nver s auer u n g

> Der Klimawandel wird nicht nur zur Er wärmung der Atmosphäre und des

Wa s s e r s , s o n d e r n a u c h z u r Ve r s a u e r u n g d e r O z e a n e f ü h r e n . We l c h e K o n s e q u e n z e n d a s f ü r d i e m a r i nen Organismen und Lebensgemeinschaf ten let ztlich haben wird, lä sst sich aber noch nicht sicher abschät zen, denn bislang wurden nur wenige Spezies untersucht . Dafür bedar f es zunächst ausführlicher L angzeit studien an einer Vielzahl von Organismen.

Wi e d e r K l i m a w a n d e l d i e O z e a n e

Das gelöste CO 2 reagiert zu einem gewissen Teil zu Koh-

versauern lässt

lensäure. Bei dieser Reaktion werden Protonen frei, was zu einer Versauerung des Seewassers führt. Der pH-Wert

Der pH-Wert Der pH-Wert ist ein Maß für die Menge an Säuren und Basen in einer Lösung. Er gibt also an, wie sauer beziehungsweise basisch eine

Kohlendioxid ist ein bestimmender Faktor unseres Klimas

sinkt. Inzwischen konnte nachgewiesen werden, dass der

und trägt als Treibhausgas maßgeblich zur Erwärmung der

pH-Wert des Meerwassers parallel zum CO 2-Anstieg in

Erdatmosphäre und damit auch des Ozeans bei. Im Verlauf

der Atmosphäre tatsächlich im Mittel bereits um 0,1 Ein-

der Erdgeschichte veränderte sich das globale Klima mehr-

heiten zurückgegangen ist. Dieser Wert könnte, je nach

fach drastisch. Diese Veränderungen waren zum Teil mit

Entwicklung der CO 2-Emissionen, bis zum Ende unseres

natürlichen Schwankungen des CO 2-Gehalts in der Atmo-

Jahrhunderts um weitere 0,3 bis 0,4 Einheiten sinken.

sphäre verbunden, beispielsweise beim Übergang von Eis-

Das klingt zunächst vernachlässigbar klein. Tatsächlich

zeiten zu interglazialen Perioden, wärmeren Phasen wäh-

aber entspricht dieser Wert einer Zunahme der Protonen-

rend längerer Eiszeitalter. Der seit dem Beginn der

konzentration um 100 bis 150 Prozent.

Industrialisierung beobachtete massive Anstieg der atmosphärischen CO 2-Konzentration um circa 30 Prozent ist

D e r E i n f l u s s d e s p H -We r t s a u f d e n S t o ffwechsel

hingegen anthropogenen Ursprungs, also vom Menschen

v o n Me e r e s o r g a n i s m e n

verursacht. Die größten CO 2-Quellen sind die Verbrennung der fos-

Der aktuell beobachtete Anstieg des CO 2-Gehalts der Oze-

silen Rohstoffe Erdgas, Erdöl und Kohle sowie die Verän-

ane ist, was Ausmaß und Geschwindigkeit betrifft, in der

derung der Landnutzung – das Abholzen von Wäldern,

Evolutionsgeschichte der letzten rund 20 Millionen Jahre

pH-Skala reicht dabei

das Trockenlegen von Sümpfen und die Ausdehnung von

einmalig. Daher ist derzeit noch völlig unklar, inwieweit

von 0 (sehr sauer) bis

Landwirtschaftsflächen. Inzwischen liegt der CO 2-Gehalt

sich die marine Fauna auf Dauer daran anpassen kann.

der Atmosphäre bereits bei knapp 390 ppm (parts per mil-

Immerhin beeinträchtigen die niedrigen pH-Werte im See-

die Säure unter-

lion). Zu vorindustriellen Zeiten betrug er gerade einmal

wasser den Kalkbildungsprozess, der für viele, vor allem

schiedlich stark Pro-

280 ppm. Mehr noch: Schätzungen von Klimaforschern

wirbellose Meeresbewohner mit Kalkpanzer wie etwa

tonen (H + ) ab, die

gehen derzeit mindestens von einer Verdopplung des

Muscheln, Korallen oder Seeigel lebenswichtig ist.

Flüssigkeit ist. Die

14 (sehr basisch). Je nach Stärke gibt

den pH-Wert beein-

aktuellen Wertes bis zum Ende dieses Jahrhunderts aus.

Im Organismus der betroffenen Tiere spielen sich ähn-

gilt: Je höher die Pro-

Diese Zunahme wird nicht nur zu einem weiteren Aufhei-

liche Vorgänge wie bei der Lösung von CO 2 im Meerwas-

tonen-Konzentration,

zen der Erde führen. Sie zieht einen zweiten Effekt nach

ser ab. CO 2 wandert als Gas ungehindert durch Zellmem-

desto saurer ist eine

sich, der erst in jüngster Zeit ins Blickfeld der Öffentlich-

branen und verursacht eine pH-Absenkung in den

keit gerückt ist: die Versauerung der Weltmeere.

Kör­­­perzellen und im Blut beziehungsweise der mit Blut

flussen. In der Praxis

Flüssigkeit und desto kleiner ist ihr pHWert.

Zwischen Luft und Ozean findet ein permanenter Gas-

vergleichbaren Hämolymphe mancher Tierarten. Der

austausch statt. Steigt in der Atmosphäre der CO 2-Gehalt,

Organismus muss diese Störung seines natürlichen Säure-

nimmt die Konzentration des Gases auch in den oberflä-

Base-Haushalts kompensieren, was den einzelnen Tierar-

chennahen Schichten der Weltmeere entsprechend zu.

ten besser oder schlechter gelingt. Letztlich kommt es

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

37

2.6 > Anhand von Eiskernen wollen Experten herausfinden, welche Organismen im Eis leben. In anderen Fällen geben in antarktische Eiskerne eingeschlossene Luftblasen Auskunft über den Gehalt von Spurengasen in der früheren Atmosphäre und das Klima der Vergangenheit. Die Eiskerne müssen dazu mit starken Geräten aus dem Eis gebohrt werden. Zur genaueren Untersuchung werden sie dann im Labor zersägt. Betrachtet man Eiskristalle unter speziellem, polarisiertem Licht, zeigt sich ihre Struktur im Detail in schillernden Farben.

dabei auf die genetisch bedingte Leistungsfähigkeit ver-

durch CO 2 verursachte Ansäuerung auszugleichen, hat

schiedener Mechanismen zur pH- und Ionenregulation an,

der Organismus zwei Möglichkeiten: Er muss entweder

die je nach Tiergruppe und Lebensstil unterschiedlich aus-

verstärkt überschüssige Protonen ausscheiden oder Puf-

geprägt ist. Ab einem gewissen artspezifischen Grenzwert

fersubstanzen wie etwa Bikarbonationen aufnehmen, die

kommt es aber trotz der verstärkten Regulationsbemü-

Protonen binden. Die meisten Meerestiere nutzen für die

hungen des Organismus zu dauerhaften Verschiebungen

dazu notwendigen Ionenregulationsprozesse eigens aus-

der Säure-Base-Parameter in Geweben und Körperflüs­

gebildete Epithelien, spezielle Gewebe, die Körperhöhlen,

sigkeiten. Dies wiederum kann das Wachstum oder die

Blutgefäße oder beispielsweise die Kiemen und den Darm

Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen und damit im

auskleiden.

schlimmsten Fall sogar das Überleben einer Art in ihrem Lebensraum gefährden. Der pH-Wert der Körperflüssigkeiten beeinflusst viele

Die Ionentransportsysteme der Säure-Base-Regulation sind nicht bei allen marinen Tiergruppen gleich effektiv. So sind Meeresorganismen offenbar immer dann recht

biochemische Reaktionen im Organismus. Daher versu-

CO 2-tolerant, wenn sie große Mengen an Bikarbonationen

chen alle Lebewesen, die Schwankungen des pH-Werts in

speichern können, die die freien Protonen binden und so

einem für sie verträglichen Rahmen zu halten. Um eine

den pH-Wert stabilisieren. Diese Organismen sind in der

38

> Ka pi t e l 02

Wenn die Kalkb i l dung a us de m Gl e i c hge w i c ht k o m m t Das in der Atmosphäre enthaltene Gas Kohlendioxid (eigentlich Koh-

genkarbonat- und Karbonationen, bezeichnet man als gelös­t en

lenstoffdioxid, CO 2 ) löst sich leicht in Wasser. Das kennt man vom

anorganischen Kohlenstoff (DIC = dissolved inorganic carbon). Die

Mineralwasser, das man gern mit Kohlendioxid versetzt. Bei diesem

verschiedenen Formen des anorganischen Kohlenstoffs können sich

Lösungsprozess reagiert das CO 2 gemäß der unten stehenden Glei-

über die in der Formel dargestellten chemischen Reaktionen ineinan-

chung mit den Wassermolekülen. Kohlendioxid wird also bei der

der umwandeln. Dieses sogenannte Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht

Aufnahme aus der Atmosphäre teilweise umgewandelt – zu Kohlen-

bestimmt den Gehalt freier Protonen im Meerwasser und damit den

säure, Wasserstoffionen (H + ), Hydrogenkarbonationen (HCO 3– ) und

pH-Wert.

Karbonationen (CO 32– ). Meerwasser kann sehr viel mehr CO 2 aufnehmen als reines Wasser. Der Grund: Seit ewigen Zeiten werden Hydro-

CO 2 + H 2 O



H 2 CO 3



H + + HCO 3–



2 H + + CO 32–

genkarbonat- und Karbonationen in das Meer eingetragen. Das Karbonat reagiert dabei mit CO 2 zum Hydrogenkarbonat, was zu einer

Die Reaktion des Kohlendioxids im Meerwasser läuft summarisch

weiteren CO 2 -Aufnahme und sinkenden CO 32– - Konzentrationen im

folgendermaßen ab: Zunächst reagiert das Kohlendioxid mit dem

Meer führt. Die Gesamtheit aller sich vom CO 2 ableitenden che-

Wasser zu Kohlensäure. Diese reagiert wiederum mit Karbonationen

mischen Spezies im Wasser, also Kohlendioxid, Kohlensäure, Hydro-

und bildet Bikarbonat. Langfristig führt die Ozeanversauerung also

b

a

2.7 > Untersuchungen an der Koralle Oculina patagonia zeigen, dass Lebe­w esen mit Kalkpanzern empfindlich auf eine Versauerung des Wassers reagieren. Bild a zeigt eine Korallenkolonie in normalem Zustand. Die Tiere leben zurückgezogen in ihren Kalkgehäusen (gelblich). In saurem Wasser (b) bilden sich die Kalkgehäuse zurück. Die Tiere nehmen eine lang gestreckte Polypengestalt an. Deutlich sind ihre kleinen Fangarme zu sehen, mit denen sie Nahrungspartikel aus dem Wasser fangen.

c

Erst wenn man die Tiere wieder in Wasser mit natürlichem pH-Wert umsetzt (c), bilden sie erneut einen schützenden Kalkpanzer.

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

zu einer Abnahme der Konzentration an Karbonationen im Seewas-

zentrationen erreicht sein könnten, unter denen ein Nettowachstum

ser – eine Halbierung des Gehalts wird beispielsweise prognostiziert,

(das heißt, die Organismen bilden mehr Kalk, als sich im Wasser

falls ein pH-Abfall von 0,4 Einheiten auftreten sollte. Das ist fatal.

löst) und damit eine erfolgreiche Riffbildung kaum noch möglich

Da Karbonationen in Verbindung mit Kalziumionen (als CaCO 3 ) den

sein dürfte. Darüber hinaus wurde in verschiedenen Untersuchungen

grundlegenden Bestandteil kalkhaltiger Skelette und Schalen bilden,

auch bei weniger exotischen Arten wie Muscheln, Seeigeln oder

kann sich dieser Rückgang unmittelbar auf die Fähigkeit vieler mari-

Seesternen eine Kohlendioxid-bedingte Abnahme der Kalzifizie-

ner Organismen zur biogenen Kalkbildung auswirken. Im Extremfall

rungsraten beobachtet. Bei vielen dieser Invertebraten (Wirbellosen)

kann dies sogar zur Auflösung bereits bestehender Kalkschalen, Ske-

war nicht allein die Kalkbildung, sondern gleichzeitig auch das

lette und anderer Strukturen führen.

Wachstum beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu konnte bei aktiveren

Wie die Versauerung die Kalkbildung beeinflusst, wurde bereits

Tiergruppen wie etwa Fischen, Lachsen oder auch beim Tintenfisch

an vielen Meeresorganismen untersucht. Prominenteste Vertreter

Sepia officinalis nicht festgestellt werden, dass der Kohlendioxidge-

sind die Warmwasserkorallen, deren Skelette besonders von der pH-

halt im Seewasser das Wachstum beeinflusst. Um genaue Aussagen Meereslebewesen auswirkt, sind daher weitere Studien nötig.

30

1,6

1,4 25 1, 2 20 1,0

0, 8

15

0,6 10 0,4 5 0, 2

0

0 0

10 20 30 Dauer des E xp er iment s in Tagen

40

K a lziumka r bonat menge im S chulp in Gra mm

machen zu können, wie sich die CO 2 -Zunahme im Wasser auf die

darauf hin, dass bereits um die Mitte dieses Jahrhunderts CO 2 -Kon-

Kör p ergewicht in Gra mm

Absenkung bedroht sind. Wissenschaftliche Untersuchungen deuten

2.8 > Aktive und stark bewegliche Tierarten wie der gemeine Tintenfisch Sepia officinalis sind offensichtlich weniger von einer Versauerung des Wassers betroffen. Das Gesamtgewicht junger Tiere entwickelt sich in saurem Seewasser (rote Linie) über einen Zeitraum von 40 Tagen genauso gut wie in Wasser mit normalem pH- und CO 2 -Gehalt (schwarze Linie). Auch das Wachstum des kalkhaltigen Rückenpanzers, des Schulps, weist keine Auffälligkeiten auf (siehe rote und schwarze Balken im Diagramm). Als Maß dient hier die Menge des im Schulp eingelagerten Kalziumkarbonats (CaCO 3 ). Die schematische Zeichnung des Tintenfischs zeigt die Lage des Schulps im Tier.

Schulp

39

40

> Ka pi t e l 02

Regel auch in der Lage, Protonen besonders gut auszu-

sterne, Seeigel oder Würmer können in ihren Körperflüs-

scheiden. Besonders CO 2-tolerant sind deshalb mobile und

sigkeiten kaum pufferndes Bikarbonat akkumulieren, um

aktive Tierarten wie etwa Fische, bestimmte Krebstiere

das Zuviel an Protonen und die Versauerung auszuglei-

oder Cephalopoden – Kopffüßer wie beispielsweise Tin-

chen. Langzeitversuche zeigen, dass einige dieser Arten

tenfische, deren Stoffwechselraten in Anpassung an ihren

unter sauren Bedingungen langsamer wachsen. Eine Ursa-

Lebensstil stark schwanken und sehr hohe Werte errei-

che für verringertes Wachstum könnte ein natürlicher

chen können. Die Sauerstoffverbrauchsraten (ein Maß für

Schutzmechanismus mancher wirbelloser Tierarten sein:

die Stoffwechselrate) solcher aktiven Tiergruppen können

In Stresssituationen, etwa beim Trockenfallen während

um Größenordnungen über denen von Seeigeln, Seester-

der Ebbe, reduzieren diese Organismen ihre Stoffwechsel-

nen oder Muscheln liegen. Da bei exzessiver Muskeltätig-

rate. Unter natürlichen Bedingungen ist das eine sehr

2.9 > Kieselalgen

keit im Energiestoffwechsel große Mengen CO 2 und Pro-

effektive Schutzstrategie, die das Überleben in zeitlich

wie diese vom Typ

tonen anfallen, verfügen die besonders aktiven Tiere in

begrenzten Stresssituationen sichert. Sind die Tiere aber

Arachnoidiscus sind

der Regel auch über ein leistungsfähiges System zur Pro-

unter lang anhaltendem CO 2-Stress, gerät den sesshaften

rungsgrundlage für

tonenausscheidung und zur Säure-Base-Regulation. Solche

Tieren dieser Schutzmechanismus zum Nachteil. Bei lang-

höhere Lebewesen.

Arten können damit auch Störungen ihres Säure-Base-

fristig erhöhten CO 2-Gehalten im Meerwasser führt das

Wie stark sie von

Haushalts besser ausgleichen, die durch eine Versauerung

energiesparende Verhalten und die Drosselung des Stoff-

einer Versauerung

des Wassers verursacht werden. Benthische Invertebraten

wechsels nämlich zwangsläufig zu eingeschränktem

sein werden, ist noch

(auf dem Meeresboden lebende Wirbellose) mit einge-

Wachstum, geringerer Aktivität und damit insgesamt zu

ungewiss.

schränktem Bewegungsradius wie etwa Muscheln, See-

einer verminderten Konkurrenzfähigkeit innerhalb des

eine wichtige Nah-

der Meere betroffen

Ökosystems. Wie empfindlich eine Spezies auf den Stressor CO 2 und die Versauerung der Meere reagiert, lässt sich allerdings nicht ohne Weiteres mit der einfachen Formel: gute Säu­­re-Base-Regulation = hohe CO 2-Toleranz beschreiben. So kommen einige wissenschaftliche Studien zu anderen Ergebnissen. Beispielsweise wurde bei einer Schlangensternart, einem meist im Sediment lebenden Wirbellosen, die Fähigkeit zur Regeneration abgetrennter Arme untersucht. Erstaunlicherweise waren bei Tieren aus saurerem Seewasser mit erhöhtem CO 2-Gehalt nicht nur die nachgewachsenen Arme länger, obendrein wies ihr Kalkskelett sogar einen höheren Kalziumkarbonatanteil auf. Der Preis dafür war allerdings ein vermindertes Muskelwachstum. So wird diese Spezies trotz der auf den ersten Blick positiven Befunde durch die Ozeanversauerung offensichtlich beeinträchtigt, da die Tiere nur mit voll funktionsfähigen Armen richtig fressen oder ihre Höhlen im Sediment mit Frischwasser versorgen können. Selbst Fische können beeinträchtigt werden. Zwar sind die erwachsenen Tiere relativ CO 2-tolerant. Die frühen Entwicklungsstadien aber reagieren offenbar durchaus empfindlich auf den Stressor CO 2. So wurde bei Larven des Clownfischs eine starke Beeinträchtigung des Geruchssinns in saurem Seewasser mit niedrigem pH-Wert beob­

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

41

achtet. Normalerweise sind diese Tiere in der Lage, sich aufgrund spezifischer Geruchssignale zu orientieren und auf diese Weise nach der Larvenphase, die sie freischwimmend in der Wassersäule verbringen, ihr späteres ständiges Habitat, ein Korallenriff, zu finden. Im Versuch reagierten beispielsweise Fischlarven, die in Seewasser mit einem um etwa 0,3 Einheiten erniedrigten pH-Wert aufgezogen worden waren, bereits deutlich schlechter auf den sonst sehr anziehend wirkenden Geruch von Seeanemonen, mit denen sie im Riff in Symbiose leben. Treten also während einer kritischen Phase des Lebenszyklus CO 2bedingte Verhaltensänderungen auf, wirkt sich das natürlich stark auf den Reproduktionserfolg der Art aus. Offen bleibt, inwieweit auch andere marine Organismen von derartigen Effekten der Ozeanversauerung betroffen sind. Weitere Untersuchungen an Embryonal- und Jugendstadien verschiedener Arten haben allerdings gezeigt, dass die frühen Phasen im Entwicklungszyklus eines Organismus generell empfindlicher auf CO 2-Stress reagieren als das ausgewachsene Tier. Gefahr für die Nahru n g s b a s i s d e r O z e a n e –

2.10 > Diese elektronenmikroskopischen Aufnahmen machen deutlich, dass ein erhöhter

das Phytop lan kto n u nd di e Ve r sa ue r ung

CO 2 -Gehalt im Wasser die Kalkbildung von Meeresorganismen, wie hier beispielsweise

Die Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes im Ozean

der Coccolithophoride Emiliana huxleyi, stören und zu Verformungen führen kann. Die oberen Fotografien wurden bei einer CO 2 -Konzentration im Wasser von 300 ppm aufgenommen, was knapp über dem vorindustriellen durchschnittlichen CO 2 -Gehalt des Meer-

sind die mikroskopisch kleinen Vertreter des marinen Phy-

wassers liegt. Bei den unteren Aufnahmen beträgt der CO 2 -Gehalt 780 bis 850 ppm. Zum

toplanktons. Dazu gehören die Diatomeen (Kieselalgen),

Größenvergleich: Die Balken entsprechen einer Länge von einem Mikrometer.

die Coccolithophoriden (Kalkalgen) oder auch die Cyanobakterien (ehemals als Blaualgen bezeichnet), die aufgrund

Umweltbedingungen profitieren und welche zu den Ver-

ihrer Photosyntheseaktivität für etwa die Hälfte der globa-

lierern gehören werden.

len Primärproduktion, also der Produktion von Biomasse, verantwortlich sind.

CO 2 trägt natürlich nicht nur zur Versauerung der Ozeane bei. In erster Linie ist das Gas Lebenselixier der Pflan-

Da das Phytoplankton für diese Prozesse auf Licht ange-

zen, die CO 2 aus der Luft oder dem Meerwasser aufneh-

wiesen ist, kommt es ausschließlich in den oberflächen-

men und daraus Biomasse aufbauen. Abgesehen von der

nahen Wasserschichten der Weltmeere vor. Damit ist es

Versauerungsproblematik dürften steigende CO 2-Gehalte

von der Ozeanversauerung direkt betroffen. Künftig wer-

im Meerwasser deshalb generell vor allem das Wachstum

den sich durch den Klimawandel aber noch weitere Ein-

jener Arten begünstigen, deren Photosyntheseprozesse

flussgrößen wie Temperatur, Licht oder Nährstoffverfüg-

bisher CO 2-limitiert waren. So wurde bei Cyanobakterien

barkeit verändern. Diese werden die Produktivität au­­­to-

teilweise ein starker Anstieg der Photosyntheseraten bei

­­­tropher Organismen, vor allem von Bakterien oder Algen,

erhöhtem CO 2-Gehalt festgestellt. Gleiches trifft auf

die allein durch Photosynthese oder die Aufnahme che-

bestimmte Coccolithophoriden wie Emiliana huxleyi zu.

mischer Verbindungen Biomasse erzeugen, ebenfalls

Doch selbst Emiliana könnten die zunächst vorteilhaften

bestimmen. Es ist deshalb sehr schwer vorherzusagen,

steigenden CO 2-Konzentrationen zum Verhängnis wer-

welche Organismengruppen von den sich wandelnden

den. Denn Emiliana-Arten besitzen einen aus vielen Ein-

42

> Ka pi t e l 02

2.11 > Der Clownfisch (Amphiprion percula) reagiert normalerweise nicht empfindlich auf eine erhöhte CO 2 -Konzentration im Wasser. Bei seinen Larven aber bewirkt sie eine Verschlechterung des Geruchssinns.

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

43

zelschuppen zusammengesetzten Kalkpanzer. Es gibt in­­ zwischen Hinweise darauf, dass dessen Bildung bei sinkendem pH-Wert beeinträchtigt wird. Im Gegensatz dazu scheint die Schalenbildung der Diatomeen ebenso wie ihre Photosyntheseaktivität kaum durch CO 2 beeinflusst zu werden. Allerdings wurden auch hier unter erhöhten CO 2-Konzentrationen Verschiebungen in der Artendominanz festgestellt. A ufgab e fü r die Zu ku nf t : di e Versauerun g vers t e he n

2.12 > Wasser mit niedrigem pH-Wert greift in den Gewässern um Ischia die Schalen von kalkbildenden Tieren wie etwa der Schnecke Osilinus turbinata an. Das linke Bild zeigt ein

Um ein umfassendes Verständnis für die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf das Leben im Meer zu entwi-

intaktes gepunktetes Schneckenhaus bei normalem pH-Wert von 8,2. Das Schneckenhaus rechts zeigt bei einem pH-Wert von 7,3 deutliche Spuren des Verfalls. Der Balken entspricht einer Länge von einem Zentimeter.

ckeln, muss man herausfinden, wie und warum CO 2 verschiedene physiologische Prozesse mariner Organismen

mit normalem (8,1 bis 8,2) und mit deutlich abgesenktem

beeinflusst. Entscheidend ist letztlich, wie diese Einzel-

pH-Wert (Minimum 7,4). Vergleicht man die jeweils vor-

prozesse in der Summe die Toleranz des Gesamtorganis-

handenen Tier- und Pflanzengemeinschaften miteinander,

mus gegenüber dem Stressor CO 2 bestimmen. Bislang

so zeigen sich deutliche Unterschiede: In den sauren

wurden meist Kurzzeitstudien durchgeführt. Will man

Bereichen fehlen Steinkorallen völlig, die Zahl der Exem-

aber herausfinden, ob oder auf welche Weise ein Organis-

plare verschiedener Seeigel- und Schneckenarten ist nied-

mus unter CO 2-Stress langfristig wachsen und aktiv und

rig, ebenso die Zahl kalkbildender Rotalgen. Dominiert

reproduktiv bleiben kann, dann bedarf es längerer Studi-

werden diese sauren Meeresgebiete vor allem von See-

en, die eine Tierart eventuell gar über mehrere Generati-

graswiesen und verschiedenen nichtkalzifizierenden Al-

onen hinweg unter erhöhten CO 2-Konzentrationen beob­

genarten.

achten.

Der Ausbau solcher ökosystembasierten Studien ist eine

Die letzte und schwierigste Stufe ist dann die Übertra-

große Herausforderung für die Zukunft. Derartige Studien

gung der für einzelne Tierarten oder -gruppen gewon-

sind Voraussetzung für ein breites Verständnis der zukünf-

nenen Erkenntnisse auf die Ebene des Ökosystems. Auf-

tigen Entwicklungen im Ozean. Nicht außer Acht gelassen

grund der vielfältigen Wechselbeziehungen der Tierarten

werden dürfen dabei die Tiefseeökosysteme, die unmittel-

innerhalb eines Ökosystems ist es natürlich ungleich

bar von den Auswirkungen einer möglichen künftigen

schwieriger, das Verhalten eines solch komplexen Systems

Entsorgung von CO 2 im Meeresboden betroffen sein könn-

unter den Bedingungen der Ozeanversauerung vorauszu-

ten. Beantwortet werden muss zudem, wie sich die durch

sagen. Erste Computermodelle versuchen jetzt, den Wan-

den Klimawandel bewirkten Veränderungen in der Mee-

del der Umweltbedingungen mit der Artendynamik des

resumwelt auf die Fortpflanzung verschiedener Organis-

betroffenen Ökosystems in Verbindung zu setzen.

men auswirken. Bislang gibt es wenige exemplarische Stu-

Darüber hinaus untersucht man vermehrt marine Habi-

dien. Von einem Gesamtverständnis ist die Wissenschaft

tate, die sich durch einen von Natur aus erhöhten Gehalt

derzeit also noch weit entfernt. Ob und wie verschiedene

an CO 2 im Seewasser auszeichnen. In der Umgebung der

Spezies auf die chemischen Veränderungen im Meer rea-

italienischen Insel Ischia beispielsweise tritt in unmittel-

gieren, ob sie dadurch in Stress geraten oder nicht, ist

barer Nähe der Küste infolge vulkanischer Aktivität CO 2

meist unbekannt. Hier gibt es erheblichen Forschungsbe-

am Meeresboden aus und führt zu einer Ansäuerung des

darf. Geklärt werden muss außerdem, inwieweit Pflanzen

Wassers in einigen Abschnitten der Felsküste. In unmittel-

und Tiere in verschiedenen Lebensphasen auf die Stress-

barer Nachbarschaft befinden sich also Küstenabschnitte

bedingungen reagieren.

44

> Ka pi t e l 02

Sauer stof f i m Oze a n

> Wi s s e n s ch a f t l e r m e s s e n d e n S a u e r s t o ff g e h a l t i m Me e r s e i t m e h r als h u n -

d e r t   J a hr e n r out i ne m ä ßi g. M i t d e m K l i m a w a n d e l a b e r i s t d i e s e Me s s g r ö ß e s ch l a g a r t i g a k t u e ll g ewo rd e n. De nn de r i m M e e r ge l öst e S a u e r s t o ff f u n g i e r t a l s e i n e A r t s e n s i b l e s F r ü h w a r n s y s t e m f ü r Ver än d eru n g e n , d i e d e r K l i m a w a n d e l i m O z e a n v e r u r s a c h t . F ü r d i e k o m m e n d e n J a h r e s t e h t d e r M a s seneinsatz v o n S a u e r s t o ff s e n s o r e n b e v o r, d i e d i e s e r M e s s g r ö ß e e i n e R e n a i s s a n c e b e s c h e r e n d ü r f t e n .

Sa ue r st off – Pr oduk t und E l i x i er d e s L e b e n s

Biomasse gewinnen, einem Prozess, der Sauerstoff ver­ braucht. Atmosphärischer Sauerstoff ist auf unserem Pla­

Während das Kohlendioxid – lebenswichtige Substanz für

neten also sowohl Produkt als auch Elixier des Lebens.

Pflanzen und klimaschädliches Gas zugleich – nur in geringen Mengen in der Atmosphäre vorkommt, ist Sauer­

S a u e r s t o ff h a u s h a l t d e s We l t m e e r e s

stoff (O 2) nicht nur ein Hauptbestandteil unserer Atmo­ sphäre, sondern auch das häufigste chemische Element

Genau wie an Land gibt es im Meer photosynthetisch

der Erde. Das Erscheinen von atmosphärischem Sauerstoff

aktive Pflanzen und Bakterien, die Primärproduzenten.

ist das Ergebnis eines biologischen Erfolgsmodells, der

Pro Jahr erzeugen sie etwa genauso viel Sauerstoff und

Photosynthese, mit deren Hilfe Pflanzen und Bakterien

binden dabei genauso viel Kohlenstoff wie sämtliche Land­

anorganische Stoffe wie Kohlendioxid und Wasser in Bio­

pflanzen zusammen. Das ist zunächst erstaunlich. Immer­

masse umwandeln können. Bei diesem Prozess entstand

hin beträgt die lebende Biomasse im Ozean nur etwa ein

und entsteht Sauerstoff. Die produzierte Biomasse ist

Zweihundertstel der in den Landpflanzen fixierten Bio­

ihrerseits Nahrungsgrundlage sogenannter Konsumenten,

masse. Primärproduzenten im Meer leisten also, bezogen

der Tiere oder der Menschen. Diese können zum Leben

auf ihre Masse, fast das Zweihundertfache der Landpflan­

benötigte Energie nicht wie Pflanzen aus dem Sonnenlicht

zen. Hierin spiegelt sich die hohe Produktivität einzelliger

schöpfen, sondern müssen sie aus der Verbrennung von

Algen wider, die kaum inaktive Biomasse wie zum Bei­ spiel das Kernholz in Baumstämmen besitzen. Die photosynthetische Bildung von Sauerstoff ist auf die

Krebs t iere

oberste, lichtdurchflutete Schicht des Meeres begrenzt. Diese reicht kaum tiefer als 100 Meter und ist aufgrund der stabilen Dichteschichtung des Meeres weitgehend

Fische

von dem darunterliegenden riesigen Ozeaninnern ge­­ trennt. Zudem entweicht der biologisch durch die Primär­

Muscheln M it t lere tödliche S auer s tof fkonzent rat ion in M ikromol pro Liter

Schnecken

produzenten erzeugte Sauerstoff in kurzer Zeit zum groß­ en Teil in die Atmosphäre, sodass dieser kaum zur Anreicherung von Sauerstoff im Innern des Meeres bei­

0

50

10 0

15 0

20 0

25 0

trägt. Der Grund: Weil das oberflächennahe Wasser, das

2.13 > Meerestiere reagieren auf Sauerstoffmangel unterschied-

etwa 100 Meter tief reicht, durch die Zufuhr aus der Atmo­

lich. Viele Schneckenarten etwa ertragen geringere O 2 -Konzen-

sphäre nahezu mit Sauerstoff gesättigt ist, kann es keinen

trationen als Fische oder Krebse. Die Grafik zeigt, bei welcher

zusätzlichen Sauerstoff aus biologischer Produktion spei­

Konzentration die Hälfte der Tiere im Experiment verendet. Der

chern, sondern gibt diesen rasch an die Atmosphäre ab.

mittlere Wert ist für jede Tiergruppe als roter Strich dargestellt. Die Balken zeigen die Bandbreite: Manche Krebsarten

Im Ozeaninnern wiederum gibt es keine Sauerstoffquel­

ertragen viel geringere O 2 -Konzentrationen als andere.

len. Damit wird Sauerstoff also ausschließlich über den

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

A nt a r k t is

At mosphä re

Äquator

A r k t is

( Nor ma lnull )

c a . 10 0 0 m

Zwischenwa sser

ca. 4000 m

T iefenwa sser

D ichte spr ung schicht b ei c a . 10 0 m

D eck schicht

M eeresspiegel

M eeresboden

A bna hme des S auer s tof fgeha lt s durch biologische Prozesse

A bna hme des S auer s tof fgeha lt s durch biologische Prozesse

2.14 > Sauerstoff gelangt aus der Atmosphäre in das oberflä-

daher kaum mit den tieferen Wasserschichten. In die Tiefe

chennahe Wasser der Ozeane, die Deckschicht. Diese ist gut

gelangt Sauerstoff letztlich nur durch die Meeresströmungen,

durchmischt, steht daher in einem chemischen Gleichgewicht

insbesondere durch die Bildung von Tiefenwasser und Zwi-

mit der Atmosphäre und ist folglich reich an O 2 . Sie endet ab-

schenwasser in Arktis und Antarktis. Im Innern des Ozeans

rupt an der Dichtesprungschicht, die wie eine Barriere wirkt.

verbrauchen die Meeresorganismen Sauerstoff. Es entsteht also

Das sauerstoffreiche Wasser der Deckschicht vermischt sich

ein sensibles Gleichgewicht.

Kontakt des Oberflächenwassers mit der Atmosphäre ins

Somit ist die heutige Verteilung von Sauerstoff im Oze­

Meer eingebracht. Von dort gelangt der Sauerstoff dann

aninnern das Resultat von Wasserzirkulation und biolo­

durch das Absinken und Zirkulieren von Wassermassen in

gischer Produktivität, also der Sauerstoffzehrung durch

die Tiefe. Dies wiederum sind dynamische Prozesse, die

die Konsumenten. Ausführliche Messungen haben erge­

ihrerseits stark von den klimatischen Bedingungen beein­

ben, dass man in den hohen Breiten, in denen die Welt­

flusst werden (Kapitel 1).

meere besonders gut durchmischt und belüftet werden,

Letztlich bestimmen drei Faktoren, wie hoch die Kon­

die höchsten Sauerstoffkonzentrationen findet. In den

zentration des gelösten Sauerstoffs an einem bestimmten

mittleren Breiten hingegen – vor allem vor den Westküs­

Punkt im Ozean ist:

ten der Kontinente – gibt es ausgeprägte Sauerstoffman­

1. die Startkonzentration des Sauerstoffs, die dieses Was­

gelzonen. Hier trifft eine schwache Sauerstoffversorgung

ser bei seinem letzten Kontakt mit der Atmosphäre

wegen träger Wasserzirkulation auf eine starke Sauerstoff­

besaß;

zehrung aufgrund der starken Aktivität der Konsumenten.

2. die Zeit, die seit dem letzten Atmosphärenkontakt ver­

Das führt dazu, dass der Sauerstoff im Tiefenbereich zwi­

gangen ist. Das können tatsächlich Jahrzehnte oder

schen 100 und 1000 Metern praktisch vollständig aufge­

Jahrhunderte sein;

braucht ist. Eine solche Situation findet sich auch im nörd­

3. die biologische Sauerstoffzehrung, die sich aus der Atmung sämtlicher Konsumenten in dieser Zeit ergibt.

lichen Indischen Ozean im Bereich des Arabischen Meeres.

Diese reichen von winzigen Bakterien über das Zoo­

Verschiedene Gruppen von Meeresorganismen reagie­

plankton bis hin zu höheren Lebewesen wie den

ren auf diesen Sauerstoffmangel unterschiedlich, weil die

Fischen.

Toleranz gegenüber sauerstoffarmen Bedingungen bei

45

46

Sauers tof fkonzentration am Sauers tof fminimum in Mikromol pro Liter

> Ka pi t e l 02

20 0

15 0

10 0

15 0

125 Äquator 10 0 75

50

50

10 25

5

50

10 0

75

75

50 125 15 0

10 0 125 15 0

25

10

5

10

10 20 0

0° 0

2.15 > Meeresgebiete mit Sauerstoffmangel sind durchaus na-

wasser, sodass nur wenig Sauerstoff in die Tiefe dringt. Zudem

türlich. Diese Zonen befinden sich vor allem in den mittleren

führen hier eine hohe Bioproduktivität und entsprechend große

Breiten an den Westseiten der Kontinente. Hier durchmischt

Mengen absinkender Biomasse zu starker Sauerstoffzehrung in

sich das warme Oberflächenwasser kaum mit dem kalten Tiefen-

der Tiefe – insbesondere zwischen 100 und 1000 Metern.

marinen Tieren sehr unterschiedlich ausgeprägt sein kann.

Durchmischungsprozesse angetriebenen Sauerstofftrans­

So benötigen Krebstiere und Fische im Allgemeinen deut­

ports aus der Atmosphäre ins Meer als auch mögliche Ver­

lich höhere Sauerstoffkonzentrationen als Muscheln oder

änderungen in den marinen Lebensgemeinschaften. Diese

Schnecken. Die größten ozeanischen Sauerstoffminimum­

Erkenntnis hat in den vergangenen Jahren zu einer regel­

zonen sind aufgrund der dort vorherrschenden extrem

rechten Renaissance des Sauerstoffs in der weltweiten

niedrigen Konzentrationen jedoch weitgehend als natür­

Meeresforschung geführt. In der Ozeanographie ist gelös­

liche und keineswegs vom Menschen verursachte Todeszo­

ter Sauerstoff schon seit mehr als hundert Jahren eine

nen für alle höheren Lebewesen anzusehen.

wichtige Messgröße. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte man eine Bestimmungsmethode für gelösten

S a u e r s t o ff – R e n a i s s a n c e e i n e r

Sauerstoff, die bis heute in nur leicht modifizierter Weise

h y dr ogr a phi sc he n M e ssgr öße

als präzise Methode angewendet wird. Dadurch konnte sich bereits früh ein grundlegendes Verständnis der Sauer­

Die Sauerstoffverteilung im Meer hängt sowohl von biolo­

stoffverteilung im Weltmeer entwickeln – etwa in den

gischen Prozessen wie der Atmung der Organismen als

1920er Jahren durch die berühmte Deutsche Atlantische

auch von physikalischen Prozessen wie etwa Strömungen

Expedition der „Meteor“, des ersten deutschen Forschungs­

ab. Veränderungen dieser Prozesse müssten somit auch zu

schiffs mit diesem Namen.

Veränderungen der Sauerstoffverteilung führen. In der Tat

Aktuelle Forschungsergebnisse der letzten Jahre haben

kann der gelöste Sauerstoff künftig als eine Art sensibles

für nahezu alle Ozeanbecken Trends abnehmender Sauer­

Frühwarnsystem für den globalen (Klima-)Wandel im Oze­

stoffkonzentrationen aufgezeigt. Diese Trends sind zwar

an fungieren. Wie wissenschaftliche Untersuchungen zei­

teilweise recht schwach und bisher überwiegend auf Was­

gen, erspürt dieses Frühjahrwarnsystem sowohl die

sermassen in den oberen 2000 Metern des Ozeans be­­

erwartete Abnahme des durch globale Strömungs- und

schränkt, sodass sich aus den Einzelstudien noch kein völ­

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

lig konsistentes Bild zeichnen lässt. Dennoch deutet sich

S a u e r s t o ff – H e r a u s f o r d e r u n g a n

in den meisten Studien eine Entwicklung abnehmender

d i e Me e r e s f o r s ch u n g

47

Sauerstoffkonzentrationen an. Dieser Trend geht einher mit einer bereits nachgewiesenen Ausbreitung und Inten­

Die Tatsache, dass Modellrechnungen der Auswirkungen

sivierung der natürlichen Sauerstoffminimumzonen, jenen

des Klimawandels ebenfalls fast durchweg eine Sauerstoff­

Zonen, die für höhere Organismen lebensfeindlich sind.

abnahme im Ozean prognostizieren, die gut mit den bisher

Fällt der Sauerstoff unter bestimmte (niedrige) Schwellen­

vorliegenden Beobachtungen abnehmender Sauerstoff­

Die Atlantische

werte, werden höhere Organismen verdrängt. Sessile –

konzentration übereinstimmt, verleiht der Thematik zu­­

Expedition

festsitzende und somit unbewegliche – Organismen ster­

sätzliches Gewicht. Auch wenn hier sicherlich das letzte

ben. Außerdem führt der Sauerstoffmangel zu gravierenden

Wort noch nicht gesprochen ist, deutet sich bereits jetzt

Veränderungen in den biogeochemischen Reaktionen und

an, dass der schleichende Sauerstoffverlust des Weltoze­

und dem For-

Stoffkreisläufen der Ozeane – etwa der Pflanzennährstoffe

ans ein Thema von hoher Relevanz ist, das möglicherwei­

schungsschiff

Nitrat und Phosphat.

se auch sozioökonomische Konsequenzen hat und dem

Das betrifft geochemische Vorgänge im Sediment, aber

sich die Meeresforschung stellen muss.

Mit der Deutschen Atlantischen Expedition (1925 bis 1927)

„Meteor“ wurde erstmals ein ganzer Ozean systematisch

vor allem auch bakterielle Stoffwechselvorgänge, die unter

Eine intensivierte Forschung wird robustere Aussagen

veränderten Sauerstoffbedingungen komplett umschlagen

über das Ausmaß der Sauerstoffabnahme liefern können.

können. Welche Konsequenzen die Veränderungen letzt­

Zudem wird sie wesentlich dazu beitragen, die Auswirkun­

lich haben, kann man heute kaum abschätzen. In man­

gen des globalen Klimawandels auf den Ozean besser zu

satz des damals

chen Fällen lässt sich noch nicht einmal mit Sicherheit

verstehen. Die Meeresforschung hat sich in den letzten

hochmodernen

sagen, ob die Folgen den Klimawandel weiter anheizen

Jahren verstärkt dieser Thematik angenommen und bereits

oder ihn eventuell sogar abschwächen. Als wahrschein­

entsprechende Forschungsprogramme und -projekte auf

lich aber gilt, dass sich die daraus resultierenden spür­

den Weg gebracht. Allerdings ist es schwierig, die räum­

Tiefenprofile über

baren Effekte erst über längere Zeiträume von Jahrhun­

lich und zeitlich sehr variablen Ozeane in Gänze zu erfas­

das gesamte Mee-

derten oder Jahrtausenden einstellen werden.

sen. Um zuverlässige Aussagen machen zu können, wer­

Doch bereits heute führt der Klimawandel zu verän­

den die klassischen Instrumente der Meeresforschung

derten Sauerstoffgehalten im Meer, die sich negativ aus­

wie Schiffe und Wasserprobenahme deshalb nicht ausrei­

wirken. So trat in den vergangenen Jahren vor der Küste

chen. Die Forscher sind auf neue Beobachtungskonzepte

des US-Staates Oregon erstmals eine extreme Sauerstoff­

angewiesen. Ein besonders erfolgversprechender Ansatz

mangelsituation auf, die zum Massensterben von Krebsen

sind die sogenannten Tiefendrifter: Das sind tauchfähige

und Fischen führte. Diese neue Todeszone vor Oregon

Messroboter, die völlig autonom für drei bis vier Jahre im

stammt aus dem offenen Ozean und ist vermutlich auf

Meer treiben und dabei typischerweise alle zehn Tage die

Veränderungen im Klima zurückzuführen. So haben vor

oberen 2000 Meter der Wassersäule vermessen. Die

der Westküste der USA offenbar die vorherrschenden

Daten werden nach dem Auftauchen via Satellit an Daten­

Winde ihre Richtung und Intensität und damit wahr­

zentren übertragen. Gegenwärtig sind etwa 3200 dieser

scheinlich auch die Meeresströmungen verändert. For­

Messroboter für das internationale Forschungsprogramm

scher nehmen an, dass dadurch jetzt verstärkt sauerstoff­

ARGO – benannt nach einem Schiff aus der griechischen

armes Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche strömt. Die

Mythologie – unterwegs. Gemeinsam bilden sie ein welt­

Todeszone vor Oregon unterscheidet sich damit von den

umspannendes autonomes Observatorium, das von fast

mehr als 400 weltweit bekannten küstennahen Todeszo­

30 Nationen betrieben wird. Bisher wird dieses Observa­

nen, die überwiegend auf Eutrophierung zurückzuführen

torium nur in sehr geringem Umfang für O 2-Messungen

sind, also den übermäßigen Eintrag von Pflanzennähr­

genutzt. Inzwischen gibt es aber eine Sensortechnologie

stoffen. Dieses Problem tritt vor allem in den Küstenge­

zur O 2-Messung, die auf den Tiefendriftern eingesetzt

wässern vor dicht besiedelten Regionen mit intensiver

werden könnte. So ließen sich Daten zur Veränderlichkeit

Landwirtschaft auf (Kapitel 4).

der ozeanischen Sauerstoffverteilung gewinnen.

sowohl in der Atmosphäre als auch in der Wassersäule beprobt. Unter Ein-

Echolotverfahrens wurden auf 13 Ozeanüberquerungen

resbecken erfasst.

48

> Ka pi t e l 02

Wi rk u n g de s K l i mawa ndel s au f Met ha n hyd rate

> We l t w e i t l a g e r n g i g a n t i s ch e Me n g e n Me t h a n i n F o r m f e s t e r Met h an h y-

d r a t e a m M e e r e sgr und. Di e se H y d r a t e s i n d e i n e g r o ß e E n e r g i e r e s e r v e f ü r d i e Me n s ch h e i t . D o ch d u r ch d i e Kl i m a e r w ä r m ung k önnt e n s i ch d i e H y d r a t e a u f l ö s e n . D a s M e t h a n , e i n p o t e n t e s K l i m a g as, würde u nge nut z t i n di e At m osphä r e e n t w e i ch e n u n d k ö n n t e d e n K l i m a w a n d e l s o g a r n o ch a n h e i ze n.

Wi e da s M e t ha n i ns M e e r ge l a n g t

chemischen und geologischen Bedingungen. Hohe Was­ serdrücke und tiefe Temperaturen sind die besten Vo­­­­r-

Kohle, Erdgas und Erdöl verfeuert man seit mehr als hun­

aus­­setzungen für die Methanhydratentstehung. Ist das

dert Jahren. Methanhydrate hingegen werden erst seit

Wasser hingegen warm, muss der Wasserdruck sehr hoch

Kurzem als zukünftige Energiequelle aus dem Meer kon­

sein, um die Wassermoleküle in den Clathratkäfig zu pres­

trovers diskutiert. Sie stellen ein neues, bislang völlig

sen. Das Hydrat bildet sich in diesem Fall nur in großen

ungenutztes Reservoir fossiler Energieträger dar, denn sie

Tiefen. Ist das Wasser sehr kalt, so können sich Methan­

enthalten, wie der Name andeutet, gigantische Mengen

hydrate unter Umständen auch schon bei sehr geringen

2.16 > Wie ein Stück

von dem, woraus auch Erdgas besteht: Methan. Methan­

Wassertiefen oder sogar bei atmosphärischem Druck bil­

Eis sieht Methan-

hydrate gehören zu den sogenannten Clathraten. Das sind

den. Im offenen Ozean mit einer durchschnittlichen Was­

Substanzen, bei denen ein Molekültyp eine kristallartige

sertemperatur von 2 bis 4 Grad Celsius am Meeresboden

holt. Dieser Brocken

Käfigstruktur ausbildet und darin einen anderen Molekül­

entstehen Methanhydrate schon ab einer Wassertiefe von

wurde während einer

typ einschließt. Ist das käfigbildende Molekül Wasser,

ungefähr 500 Metern.

Expedition zum soge-

spricht man von Hydrat. Ist das im Wasserkäfig ein­

Überraschenderweise findet man in den tiefsten Mee­

geschlossene Molekül ein Gas, spricht man von Gashy­

resregionen der Erde, den Gebieten mit den höchsten Drü­

US-Staates Oregon an

drat  – in diesem Fall von Methanhydrat. Methanhydrate

cken, trotzdem kein Methanhydrat, weil hier kaum

Bord gebracht.

bilden sich nur unter ganz bestimmten physikalischen,

Methan zur Verfügung steht. Der Grund: Im Ozean wird

hydrat aus, wenn man es vom Meeresgrund

nannten Hydratrücken vor der Küste des

Methan von Mikroben im Meeresboden erzeugt, die orga­ nisches Material zersetzen, das aus der lichtdurchfluteten Zone nahe der Wasseroberfläche herabsinkt. Es besteht unter anderem aus Überresten abgestorbener Algen und Tiere sowie deren Exkrementen. In den tiefsten Bereichen des Ozeans, unterhalb von etwa 2000 bis 3000 Metern, kommen am Meeresboden kaum noch organische Über­ reste an, denn der Großteil wird bereits auf seinem Weg durch die Wassersäule von anderen Organismen abgebaut. Als Daumenregel gilt, dass nur etwa 1 Prozent des an der Oberfläche produzierten organischen Materials tatsäch­ lich bis in die Tiefsee gelangt. Je tiefer der Meeresboden liegt, desto weniger Biomasse landet am Boden. Methan­ hydrate kommen daher vor allem an den Kontinentalhän­ gen vor, jenen Gebieten, in denen die Kontinentalplatten in die Tiefseeebenen übergehen. Hier sinkt ausreichend Biomasse zu Boden, und auch das Zusammenspiel von

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

2.17 > Methanhydratvorkommen gibt es in allen Ozeanen und

kennzeichnet, die mithilfe geophysikalischer Methoden identi-

auch an Land. Die grünen Punkte zeigen die Vorkommen in den

fiziert wurden. Die blau markierten Vorkommen wurden durch

nördlichen Permafrostgebieten. Mit Rot sind Vorkommen ge-

direkte Beprobung nachgewiesen.

Temperatur und Druck stimmt. In sehr kalten Regionen

nen derzeit mit der Entwicklung von Abbautechniken, um

wie der Arktis kommen Methanhydrate sogar auf dem fla­

Methanhydrate in Zukunft als Energiequelle nutzen zu

chen Kontinentalschelf (in weniger als 200 Metern Was­

können (Kapitel 7).

49

sertiefe) oder auch an Land im Permafrostboden vor, jenen tiefgefrorenen arktischen Böden, die selbst im Sommer

Me t h a n h y d r a t e u n d d i e g l o b a l e E r w ä r m u n g

nicht auftauen. Man schätzt, dass in den Methanhydraten mehr fossiler

Bedenkt man, dass sich Methanhydrate nur unter ganz

Brennstoff enthalten sein kann als in den klassischen

bestimmten Bedingungen bilden, ist es durchaus vorstell­

Energieträgern Kohle, Erdöl und Erdgas. Je nach Rechen­

bar, dass eine globale Erwärmung und damit eine Erwär­

modell schwanken die Kalkulationen der Vorkommen der­

mung der Ozeane die Stabilität von Gashydraten beein­

2.18 > In Hydraten

zeit zwischen 100 und 530 000 Gigatonnen Kohlenstoff.

flussen kann. Es gibt Indizien in der Erdgeschichte, die

ist das Gas (große

Wahrscheinlicher sind Werte zwischen 1000 und 5000 Gi­­

darauf hinweisen, dass Klimaänderungen in der Vergan­

­­gatonnen. Das ist in etwa 100- bis 500-mal mehr Kohlen­

genheit zur Auflösung von Methanhydraten und damit zur

stoff, als jährlich durch die Verbrennung von Kohle, Öl

Freisetzung von Methan geführt haben könnten. Diese

bezeichnen derartige

und Gas in die Atmosphäre freigesetzt wird. Bei einem

Indizien, beispielsweise Messungen von Methangehalten

molekulare Anord-

künftigen Abbau wäre vermutlich nur ein Teil der Gashy­

in Eiskernbohrungen, werden allerdings immer noch kon­

drate tatsächlich als Energiequelle nutzbar, da viele Lager­

trovers diskutiert. Dennoch ist das Thema nicht vom Tisch

stätten unerreichbar sind oder weil eine mögliche Förde­

und beschäftigt die Wissenschaftler heute umso mehr,

rung zu teuer oder technisch zu aufwendig ist. Trotzdem

wenn es darum geht, mögliche Auswirkungen von Tempe­

be­s chäftigen sich Indien, Japan, Korea und andere Natio­

raturerhöhungen auf die derzeitigen Methanhydratvor­

Kugel) in einen Käfig aus Wassermolekülen eingesperrt. Fachleute

nungen als Clathrate.

50

> Ka pi t e l 02

T iefe in M eter n

Temp eratur in Grad Celsius –5 0 5 10 15

B ohr ung in 400 m 10 0 m 10 0 0 m Wa sser t iefe 20

25

Ga shydrate = ins t a bil

dratvorkommen auch mit komplizierten mathematischen Klima- und Ozeanmodellen koppeln. Man erreicht damit eine realistischere Abschätzung der Entwicklung der Was­ sertemperatur, die ins Methanhydratmodell eingespeist wird. Dank dieser Computermodelle bekommt man eine

10 0 m

Zone der Ga shydrats t a bilit ät

vage Vorstellung davon, wie stark sich die Methanhydrate

500

bei den verschiedenen Temperaturerhöhungen auflösen

400 m

würden. Heute nimmt man an, dass im schlimmsten Fall bei einer gleichmäßigen Erwärmung des Ozeans um 3 Grad Celsius circa 85 Prozent des im Meeresboden ent­

7 70 m

haltenen Methans in die Wassersäule freigesetzt werden Zone der Ga shydrats t a bilit ät

10 0 0

10 0 0 m

könnten. Andere, sensitivere Modelle sagen voraus, dass Methanhydrate in größeren Wassertiefen nicht durch Er­­ wärmungen gefährdet sind. Gemäß diesen Modellen sind vor allem Methanhydrate betroffen, die sich unmittelbar

15 0 0 16 0 0 m

an der Stabilitätsgrenze befinden. Hier würde schon eine Temperaturerhöhung von nur 1 Grad Celsius ausreichen, um größere Mengen Methan aus den Hydraten zu lösen.

20 0 0

Ga shydrate = s t a bil

Betroffen sind vor allem Methanhydrate im offenen Oze­ an, die in etwa 500 Metern Wassertiefe liegen, und die in den flachen Bereichen der Arktis lagernden Methanhy­

2.19 > Gashydrate kommen dort vor, wo viel Biomasse zu Boden sinkt und zugleich niedrige Temperaturen und hohe Drücke herrschen – insbesondere an den Kontinentalhängen. Je höher die Wassertemperatur ist, desto größere Tiefen und Drücke sind für die Bildung des Hydrats nötig. In sehr großer Tiefe jedoch ist die Temperatur im Meeresboden aufgrund der Erdwärme so hoch, dass sich keine Methanhydrate mehr bilden können.

drate. Erwartet wird im Zuge der Erderwärmung auch, dass durch das Abschmelzen der Polkappen und des Gletscher­ eises der Meeresspiegel steigt. Damit erhöht sich zwangs­ läufig auch der Druck am Meeresboden. Diese Druckerhö­

kommen abzuschätzen. Methan ist ein starkes Treibhaus­

hung wird allerdings nicht ausreichen, um einer Auflösung

gas – in seiner Wirkung als Molekül ungefähr 20-mal so

der Methanhydrate durch Temperaturerhöhungen effektiv

zen Methan als Ener-

stark wie Kohlendioxid. Eine verstärkte Freisetzung aus

entgegenzuwirken. Nach neuesten Berechnungen könnte

gielieferant ihres

den Meeren in die Atmosphäre könnte den Treibhaus­

selbst ein Meeresspiegelanstieg um 10 Meter die durch

Stoffwechsels. Sie

effekt weiter ankurbeln. Es muss daher dringend unter­

eine Erwärmung um 1 Grad Celsius bewirkte Methanhy­

und wandeln es che-

sucht werden, wie stabil die Methanhydrate in Abhängig­

dratauflösung lediglich um ein paar Jahrzehnte verlangsa­

misch um. Das

keit von Temperaturschwankungen sind und wie sich das

men.

Methan gibt dabei

Methan nach seiner Freisetzung verhält. Es gibt mehrere

Es gibt eine Fülle mathematischer Modelle, mit denen

Möglichkeiten, um die künftige Entwicklung abzuschät­

man die Folgen der Erderwärmung abzuschätzen ver­

che Bakterien bauen

zen, insbesondere die mathematische Modellierung. Com­

sucht. Entsprechend unterschiedlich sind die Simulations­

das Methan mithilfe

putermodelle errechnen zunächst die Methanhydratvor­

ergebnisse. Es ist daher schwierig, die Folgen der globalen

von Sauerstoff ab.

kommen anhand von Hintergrunddaten (Anteil von or­­ga-

Erwärmung auf die Gashydratvorkommen exakt abzu­

ni­­schem Material im Meeresboden, Druck, Temperatur).

schätzen – nicht zuletzt wegen der großen Schwankungen

Andere Bakterien

Anschließend wird im Computer die Erwärmung des

in den Berechnungen zur Größe der heutigen Gashydrat­

benötigen keinen

Meerwassers simuliert – beispielsweise um 1, 3 oder

vorkommen. Ein Ziel aktueller Gashydratforschung ist es,

Sauerstoff. Die Oxi-

5 Grad Celsius pro 100 Jahre. So kann man feststellen, wie

diese Modelle durch immer genauere Eingabeparameter

sich die Methanhydrate in verschiedenen Gebieten ver­

zu optimieren. Hierfür sind weitere Messungen, Expediti­

halten. Natürlich lässt sich die Berechnung der Methanhy­

onen, Bohrungen und Analysen nötig.

Die Oxidation Viele Bakterien nut-

nehmen Methan auf

Elektronen ab. Es wird oxidiert. Man-

Man spricht dann von aerober Oxidation.

dation ist anaerob.

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

M eth an hydrat schmil z t – w a s da nn?

51

Die Grundvoraussetzung für einen solchen Abbau ist, dass sich die Methanmoleküle im Wasser lösen. Nur in

Es ist nicht gesagt, dass alles Methan, welches aus insta­

dieser Form ist Methan für die Bakterien überhaupt nutz­

bilen Methanhydraten freigesetzt wird, auch in die Atmo­

bar. Sollte Methan jedoch schnell aus den Hydraten freige­

sphäre gelangt. Der überwiegende Teil dürfte bereits wäh­

setzt werden, könnte es in Form von Gasblasen aufstei­

rend des Aufstiegs im Sediment und in der Wassersäule

gen, die für die Mikroorganismen nicht verwertbar sind.

abgebaut werden. Dieser Abbau geschieht vor allem durch

Der mikrobielle Methanfilter würde also zum Teil versa­

zwei biologische Prozesse:

gen, wenn sich die Methanhydrate allzu schnell auflösen

• die anaerobe Methanoxidation durch Bakterien und

und auf einen Schlag große Mengen Methan frei werden.

Archeen (früher als Urbakterien bezeichnet) im Mee­

Ebenso problematisch sind geringe Wassertiefen, weil

resboden;

sich die Methanblasen auf dem kurzen Weg vom Meeres­

• die aerobe Methanoxidation durch Bakterien in der Wassersäule. Bei der anaeroben Methanoxidation im Meeresboden nut­

boden zur Atmosphäre nicht vollständig im Wasser lösen können. Um solche Prozesse besser zu verstehen und Vor­ hersagen über die Funktion des mikrobiellen Filters

zen die Mikroben für den Methanabbau Sulfat (SO 42– ), das Salz der Schwefelsäure, das im Meerwasser in großen Mengen vorhanden ist. Dabei wird Methan in Bikarbonat (HCO 3–) umgewandelt. Reagiert das Bikarbonat weiter mit

B a k t e r i e n v e r a r b e i t e n Me t h a n

Kalziumionen (Ca 2+) im Meerwasser, entsteht Kalziumkar­

Methan (CH4 ) wird im Meer vor allem durch Mikroorganismen abgebaut.

bonat (CaCO 3 ), Kalk, der lange Zeit im Meeresboden ge-

Beim anaeroben Abbau im Meeresboden verarbeiten die Mikroben das

speichert bleibt. Das wäre der Idealfall, denn damit würde das potente Treibhausgas Methan (CH 4) unschädlich gemacht. Gleichzeitig entsteht aus dem Sulfat Schwefel­ wasserstoff (H 2S), der vielen Lebensgemeinschaften wie etwa Muscheln und Röhrenwürmern mit symbiontischen Bakterien als Energiequelle dient. Bei der aeroben Oxida­

Methan mithilfe von Sulfat (SO 42– ). Dabei entstehen Hydrogensulfidanionen (HS – ) und Schwefelwasserstoff (H 2 S), die chemisch eng verwandt sind und nebeneinander vorkommen, sowie Bikarbonat (HCO 3– ). Das Bikarbonat kann mit Kalziumionen (Ca 2+ ) zu Kalk, Kalziumkarbonat (CaCO 3 ), reagieren und sich im Meeresboden ablagern. Beim aeroben Abbau (in der Wassersäule) wird Sauerstoff (O 2 ) aus dem Wasser verbraucht. Als Produkt entsteht Kohlendioxid (CO 2 ) und Wasser (H 2 O). Sollten sich in Zukunft aus den Gashy-

tion in der Wassersäule bauen Bakterien das Methan hin­

draten im Meeresboden große Mengen Methan lösen, könnte der aerobe

gegen mithilfe von Sauerstoff (O 2) ab. Dabei entsteht Koh­

Abbau zu sauerstoffarmen Zonen führen. Auch das Kohlendioxid ist proble-

lendioxid, welches sich im Wasser löst. Auch hier wird

matisch, da es zu einer Versauerung des Meeres beitragen würde.

Methan unschädlich gemacht, indem es in eine andere Form umgewandelt wird. Diese chemische Umwandlung

At mosphä re

ist allerdings durchaus problematisch. Zum einen, weil sich das Kohlendioxid im Wasser löst und Kohlensäure bil­ det und damit zur Versauerung der Ozeane beiträgt. Zum

Wa sser s äule Aerob e M et ha noxidat ion CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O

anderen, weil bei der aeroben Methanoxidation Sauerstoff verbraucht wird. Dadurch könnten im Meer sauerstoff­ arme Zonen entstehen, was eine Gefahr für Fische und andere sensible Lebewesen wäre. Grobe Abschätzungen gehen davon aus, dass die anaerobe und aerobe Methan­ oxidation zusammen circa 90 Prozent des im Meeresbo­ den produzierten Methans verbrauchen, bevor es die Atmosphäre erreichen kann. Dabei sind die Mikroben umso effektiver, je langsamer das Methan durch den Mee­ resboden oder durch die Wassersäule wandert.

M eeresboden

H 2S A naerob e M et ha noxidat ion H CO 3– + HS – + H 2 O CH 4 + SO 42 – CaCO 3

CH 4

52

> Ka pi t e l 02

2.20 > Nicht nur am Meeresboden, auch auf dem Festland sind

dra wie hier in der russischen Republik Komi. Experten fürch-

Methanhydrate in großen Mengen gespeichert. Vor allem in den

ten, dass die Permafrostböden durch die globale Erwärmung

dauerhaft tiefgefrorenen Permafrostböden der russischen Tun-

schmelzen und dabei das Methanhydrat freisetzen.

machen zu können, untersuchen Forscher derzeit natür­

Methanhydrate auf, verliert der Boden an Festigkeit. Im

liche Methanquellen am Meeresgrund, die sehr viel

schlimmsten Fall können riesige Sedimentpakete an den

Methan freisetzen, die kalten Quellen (cold seeps). Dazu

Kontinentalhängen abrutschen und an den Küsten schwe­

zählen oberflächennahe Gashydratvorkommen, Schlamm­

re Tsunamis auslösen. Derartige Hangrutschungen haben

vulkane und natürliche Gasquellen in flachen Meeresregi­

sich bereits vermutlich während der letzten Eiszeit ereig­

onen. Diese natürlichen Quellen sind eine Art Modell, an

net. Der Auslöser war allerdings nicht die Erwärmung der

dem man untersuchen kann, wie sich das Methan im

Atmosphäre, sondern das genaue Gegenteil. Weil viel

Meer verhält. Versteht man, wie die Natur auf diese

Wasser als Eis gebunden war, lag der Meeresspiegel um

Methanflüsse aus dem Meeresboden reagiert, lässt sich

etwa 120 Meter tiefer als heute. Gerade in den flachen

besser abschätzen, wie sich die Auflösung großer Gashy­

Meeresgebieten war der Wasserdruck dadurch so niedrig,

dratmengen auswirkt. Die an den Methanquellen gewon­

dass sich die Methanhydrate massenhaft zersetzten. Einen

nenen Daten sollen auch dazu beitragen, mathematische

unmittelbaren Beleg für Rutschungen, die durch Gashy­

Methanhydrat-Simulationen präziser zu machen.

dratzersetzung ausgelöst wurden, hat man bisher indes

Das Schwinden der Methanhydrate könnte durchaus

nicht gefunden. Doch man kennt Indizien, die darauf hin­

fatale Folgen haben. Gashydrate wirken wie Zement, der

weisen. So gibt es in der Nähe von Abrisskanten fast

die Poren zwischen den feinen Sedimentpartikeln verkit­

immer Spuren von Gas- und Flüssigkeitstransporten. Mög­

tet und den Meeresboden stabilisiert. Lösen sich die

licherweise sind diese Hänge also durch strömende

Wie d e r K l i ma w a n d e l d i e C h e mi e d e r Me e re v e r ä n d e r t <

Methangas- und Flüssigkeitsmengen destabilisiert wor­

Gashydraten im Meer vorkommt, zum anderen als im tief­

den. Forscher sehen aber durchaus auch einen umgekehr­

gefrorenen Permafrostboden eingeschlossenes Gas an

ten Bezug: So ist es denkbar, dass sich Methanhydrate erst

Land. Als besonders sensibel gelten die Methanlager im

durch Hangrutschungen und die dadurch bedingte Druck­

Permafrostboden und die Hydrate in den ausgedehnten

entlastung am Boden zersetzen. Erst dadurch würden

flachen Schelfmeerbereichen, da aufgrund des geringen

große Mengen Gas frei werden. Die Hangrutschung wäre

Drucks schon kleinste Temperaturerhöhungen große Men­

also Ursache und nicht Folge des Gasaustritts. Eine wei­

gen von Methanhydrat oder Methan freisetzen könnten.

tere Theorie besagt, dass Hangrutschungen in der Vergan­

Zusätzlich entsteht permanent neues Methan, weil die

genheit auch durch eine verstärkte Sedimentation von

arktischen Gebiete reich an organischem Material sind,

Meeresorganismen am Kontinentalhang ausgelöst worden

das von den Mikroben abgebaut wird. Die Aktivität dieser

sein könnten. Diese Untersicherheiten machen klar, dass

Mikroben, und damit die biologische Freisetzungsrate von

noch erheblicher Forschungsbedarf besteht. Dennoch gilt

Methan, wird ebenfalls durch Temperaturerhöhungen

es als wahrscheinlich, dass das Schwinden der Methanhy­

angekurbelt. Die Methanemissionen in der Arktis haben

drate zu ernsten Problemen führen könnte.

also gleich mehrere Quellen. Derzeit bilden sich internati­ onale wissenschaftliche Konsortien mit Forschern ver­

Methanemissionen a u s d e r A r k t i s – e i n E x e m p e l

schiedener Disziplinen – Chemiker, Biologen, Geologen,

für die kü nftig e Gashy dr a t f or sc hung

Geophysiker, Meteorologen –, die sich intensiv mit dem Problem beschäftigen. Noch kann niemand mit Bestimmt­

Bei der Erforschung von Methanemissionen gehört die

heit sagen, wie sich der Methanausstoß in der Arktis mit

Arktis heute zu den wichtigsten Regionen weltweit. So

der Erderwärmung entwickeln wird – sowohl im Meer als

wird vermutet, dass Methan dort zum einen in Form von

auch an Land. Noch steht die Forschung am Anfang.

C onc lus i o Die Stoffflüsse i n G ä n z e v e r s t e h e n

Methan bis in die Atmosphäre aufsteigen, hat das deutliche Auswirkungen auf die Entwicklung des

Die chemischen und geochemischen Vorgänge im

künftigen Klimas. Die Erforschung der chemischen

Meer sind komplex. Sie in ihrer Gesamtheit aufzu­

und geochemischen Prozesse ist daher von enormer

klären bleibt eine Herausforderung für Jahrzehnte.

Bedeutung, wenn wir erfahren wollen, was uns

Für globale Veränderungen wie die Abnahme des

erwartet und wie die Menschheit darauf reagieren

Sauerstoffgehalts im Meer oder die Versauerung der

kann. Die Analyse der CO 2-Kreisläufe zeigt, wie die

Ozeane gibt es klare Anzeichen. Doch bislang rei­

CO 2-Reservoire Atmosphäre, Landbiomasse und Oze­

chen die Erkenntnisse nicht aus, um mit Sicherheit

­a n interagieren. Die Meere puffern steigende Kon­

sagen zu können, welchen Einfluss der Klimawandel

zentrationen atmosphärischer Spurengase ab. Doch

im Detail spielt und wie er die verschiedenen Para­

dauern diese Pufferprozesse und das Erreichen eines

meter künftig beeinflussen wird. Sicher ist, dass

neuen CO 2-Gleichgewichts mehrere Jahrtausende.

durch den Klimawandel verursachte Veränderungen

Diese na­t ürlichen Prozesse können daher nicht mit

ganz erhebliche Folgen haben können, denn die che­

dem Tempo mithalten, mit dem die Menschheit wei­

mischen und geochemischen Stoffflüsse belaufen

ter CO 2 und andere klimarelevante Spurengase in die

sich auf viele Milliarden Tonnen. Allein die Menge

Luft freisetzt. Die einzige Lösung bleibt, Energie zu

der am Meeresboden gebundenen Methanhydrate

sparen und den Ausstoß der Klimagase deutlich zu

ist gigantisch. Sollten sie sich auflösen und das

verringern.

53

54

> Ka pi t e l 03

3

Die ungewisse Zukunft der Küsten

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <



> D a s s d ie K lima e rwärmung den M eeresspiegel künftig stark ansteigen lässt , gi l t

inz w i s c h e n a l s s i c h e r. D a m i t w e r d e n i n d en kommenden Jahrhunderten weltweit viele Küstengebiete ver l o r e n g e h e n . D i e r e i c h e n I n d u s t r i e n a t i onen werden sich mit enormem technischen Aufwand noch ein i ge Ze i t ge ge n d a s Vo rrü ck e n d e s Me e res wehren können. Langfristig aber werden auc h sie sich von den be dr oht e n U fe rn zu rü c k zie h e n o d e r a n das steigende Wasser anpassen müssen.

55

56

> Ka pi t e l 03

Der Me er e s spiegela n st ieg – e i ne u nau swe ic h l ic he Be d r ohu n g

> De r Me e r e s s p i e g e l i s t v o n d e r l e t zt e n E i s ze i t b i s h e u t e u m e t w a 12 5  Met er

g e s t i e g e n . D a s h a t a u c h n a t ü r l i c h e U r s a c h e n . D e r d u r c h d e n M e n s c h e n v e r u r s a c h t e Tr e i b hauseffekt a be r v e r st ä r k t di e se n Pr oz e ss. We s e n t l i ch e F o l g e n s i n d d i e W ä r m e a u s d e h n u n g d e s Wa s s e r s u n d d as Absc hm e l z e n v on Gl e t sc he r n. D a d u r ch k ö n n t e d e r Me e r e s s p i e g e l i n n u r 3 0 0 Ja h r e n u m w e i t e r e 5  Met er st e i ge n.

Ve r l ust v on L e be nsr ä um e n und K u l t u r s ch ä t ze n

ser steigen lassen wird. Dabei müssen sie berücksichtigen, dass nicht allein der menschengemachte Treibhausef-

Der Meeresspiegelanstieg ist eine der bedrohlichsten Fol-

fekt, sondern auch natürliche Prozesse die Höhe des

gen des Klimawandels. Wohl kaum jemand kann sich

Wasserstands beeinflussen. Fachleute unterscheiden zwi-

wirklich vorstellen, wie die Küsten aussehen werden,

schen:

wenn das Wasser in wenigen Jahrhunderten um mehrere

• eustatischen, klimatisch bedingten, global wirksamen

Meter steigt. Die Küsten gehören zu den am dichtesten

Ursachen, die zu einer Zunahme des Wasservolumens

besiedelten Regionen der Erde und sind damit besonders

in den Weltozeanen führen (so steigt der Meeresspiegel,

anfällig für die Auswirkungen des Klimawandels. Dort

wenn nach Eiszeiten die großen Gletscher schmelzen);

erstrecken sich wichtige landwirtschaftliche Flächen und

• isostatischen, meist tektonisch bedingten Ursachen, die

Städte mit historischen Bauten. Wie wird sich ihr Gesicht

sich vor allem regional auswirken (dazu gehören etwa

verändern?

die Eispanzer, die sich während der Eiszeiten bilden.

Weltweit versuchen Forscher die Frage zu beantworten,

Durch ihr hohes Gewicht senken sie die Erdkruste in

wie schnell und auch wie stark der Klimawandel das Was-

bestimmten Regionen ab, wodurch der Meeresspiegel

Wa sser t iefe ( M eter unter dem heut igen M eeresspiegel )

relativ zum Land ansteigt. Taut das Eis, hebt sich die 0

Landmasse wieder – ein Phänomen, das noch heute an der skandinavischen Landmasse zu beobachten ist).

–20

Die Höhe des Meeresspiegels kann sich innerhalb von

S chmelzwa sserpuls

– 40

Jahrhunderten im 10-Meter-Bereich verändern und über Jahrmillionen durchaus um mehr als 200 Meter schwanken. Durch die Eiszeiten nahm die Häufigkeit und Intensi-

– 60

tät dieser Schwankungen während der letzten 3 Millionen Jahre zu: Während der Kaltzeiten bildeten sich auf dem

–80

Festland in höheren Breiten große Eismassen, sodass den

S chmelz wa sser puls

Ozeanen Wasser entzogen wurde. Der Meeresspiegel sank

–10 0

global drastisch ab. Während der Warmzeiten schmolzen –120

S chmelz wa sser puls

die kontinentalen Eiskappen ab und der Meeresspiegel stieg wieder stark an.

21 18 15 12 A lter ( Ja hr t ausende vor heute )

9

6

3

0

Die letzte Warmzeit, die mit der heutigen Klimaperiode vergleichbar ist, gab es vor 130 000 bis 118 000 Jahren. Damals lag der Meeresspiegel rund 4 bis 6 Meter höher

3.1 > Bis vor 6000 Jahren stieg der Meeresspiegel pro Jahrhundert um durchschnittlich etwa 80 Zentimeter, wobei dieser Anstieg teilweise sprunghaft verlief. So gab es mindes­

als heute. Danach folgte ein unregelmäßiger Übergang in

tens zwei Perioden von etwa 300 Jahren, in denen der Meeresspiegel aufgrund sogenann­

die letzte Kaltzeit – so war die Erde vor 26 000 bis

ter Schmelzwasserpulse um 5 Meter pro Jahrhundert stieg.

20 000  Jahren zum letzten Mal maximal vereist. Damals

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

57

3.2 > Vor der kleinen englischen Ortschaft Happisburgh frisst sich die Nordsee bei jedem Sturm weiter in das Land. Die alten Küstenschutzanlagen können dagegen kaum etwas ausrichten. Ein Bunker aus dem Zweiten Weltkrieg ist bereits von den Klippen gestürzt. An anderer Stelle gingen Häuser verloren.

lag der Meeresspiegel 121 bis 125 Meter tiefer als heute.

Wasseroberflächen weltweit, der sogenannten Satelliten­

Der Meeresspiegel­

Dann setzte die nächste Warmperiode ein. Der Meeres-

altimetrie. Zwar sind diese Zeiträume kurz, dennoch lässt

anstieg

spiegel stieg dabei relativ gleichmäßig an. Hin und wieder

sich an den Messwerten eine deutliche Zunahme der Mee­

aber gab es Phasen eines beschleunigten Anstiegs, die

res­s piegelanstiegsraten beobachten. Wie stark einzelne

durch sogenannte Schmelzwasserpulse ausgelöst wurden.

Faktoren dazu beitragen, wird von Fachleuten unterschied­

eustatische Anstieg

Ursache dafür war das Kalben großer Gletschermassen in

lich beurteilt:

wird durch das

der Antarktis und in den vereisten Gebieten auf der Nord-

• 15 bis 50 Prozent des Meeresspiegelanstiegs gehen auf

halbkugel. In anderen Fällen liefen riesige Stauseen aus,

die temperaturbedingte Ausdehnung des Meerwassers

die sich beim Abschmelzen vor den zurückweichenden

zurück;

Inlandgletschern gebildet hatten. Dieser vergleichsweise starke Anstieg des Meeresspiegels dauerte bis vor etwa 6000  Jahren an. Seitdem hat er sich mit Schwankungen

• 25 bis 45 Prozent auf das Abschmelzen von Gebirgsglet­ schern außerhalb der Polarregionen; • 15 bis 40 Prozent auf das Abschmelzen der Eiskappen

von wenigen Zentimetern pro Jahrhundert nur geringfügig

auf Grönland und in der Antarktis.

verändert.

Aus den Messdaten können mithilfe von Modellrech-

Der Meeresspiegel­ anstieg hat verschie­ dene Ursachen. Der

Abschmelzen von Gletschern und den Abfluss dieser Was­ sermassen ins Meer bewirkt. Ursache des isostatischen Anstiegs hingegen sind tektonische Bewegungen wie etwa das Heben und Senken von Erdkrus­

Gemessen an den geringen Veränderungen während

nungen Vorhersagen über den künftigen Meeresspiegel­

der letzten 6000 Jahre ist der globale Anstieg des Meeres-

anstieg getroffen werden – so wie beispielsweise im letz-

thermische Expansion

spiegels um 18 Zentimeter im vergangenen Jahrhundert

ten Bericht des Weltklimarates (Intergovernmental Panel

wiederum wird durch

beachtlich. Allein im letzten Jahrzehnt waren es 3,2 Zen-

on Climate Change, IPCC) aus dem Jahr 2007. Dieses

timeter. Das ergaben Pegelmessungen an der Küste im ver-

Werk ist der zurzeit aktuellste weltweite Klimabericht. Er

gangenen Jahrhundert und zusätzlich seit 1993 von Satel-

sagt bis zum Jahr 2100 einen globalen Meeresspiegelan-

liten durchgeführte Messungen der Höhe von Land- und

stieg um bis zu 59 Zentimeter voraus. Dabei ist nicht

tenplatten. Die

die Ausdehnung des Meerwassers auf­ grund der Erderwär­ mung bewirkt.

58

> Ka pi t e l 03

3.3 > Touristen seilen sich von einer Kante auf dem antarktischen Ross-Schelfeis ab. Sollten die der Küste vorgelagerten, auf dem Meer ruhenden Schelfeismassen verstärkt schmelzen, könnten die Gletscher zunehmend kalben, weil das Hin­ dernis Schelfeis fehlt.

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

59

(im Wesentlichen die Eismassen auf der Insel Grönland und in der Antarktis) durch die globale Erwärmung stärker abschmelzen könnten. Allerdings zeigen aktuelle Satellitenmessungen von den Rändern des grönländi­s chen Eisschildes, der Westantarktis und der Gebirgsgletscher außerhalb der Polarregionen, dass die Höhe der Gletscher und damit das Eisvolumen schneller abnimmt, als Fachleute bisher angenommen haben. Diese Daten und auch Modellrechnungen lassen erwarten, dass der Meeresspiegel bis zum Ende dieses Jahrhunderts sogar um mehr als 80, eventuell sogar bis zu 180 Zentimeter steigt. Das

A ns t ieg des M eeresspiegels in Zent imeter n

berücksichtigt, dass die großen Inlandeismassen der Erde 20 0 18 0

Ein weiterer A ns t ieg ka nn nicht ausgeschlossen werden

16 0

Gleitende Eisma ssen in Grönla nd und der A nt a r k t is

14 0

Im Wesent lichen Er wä r mung des Ozea ns und A bschmelzen der Glet scher

120 10 0 80

a ndere For scher

60

Abschmelzen der antarktischen und grönländischen Gletscher dürfte sich noch bis weit über das nächste Jahrhundert hinaus verstärken. Die übrigen Hochgebirgsgletscher werden dann bereits abgeschmolzen sein und nicht mehr zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Der wissenschaftliche Beirat der deutschen Bundesre-

40 IPCC

20 0 19 9 0

20 5 0

210 0

gierung prognostiziert einen Meeresspiegelanstieg von 2,5 bis 5,1 Metern bis zum Jahr 2300. Die Werte liegen vor allem deshalb so weit auseinander, weil das Klima-

3.4 > Der Meeresspiegel wird bis zum Ende dieses Jahrhunderts deutlich steigen. Unklar ist, wie stark dieser Anstieg ausfällt. Der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Cli­ mate Change, IPCC) erwartet für dieses Jahrhundert einen Anstieg von bis zu knapp einem

system träge ist und sich nicht gleichmäßig, linear, verän-

Meter (unten). Andere Forscher halten sogar einen Anstieg um bis zu 180 Zentimeter für

dert. Eine Prognose ist deshalb unsicher. In jedem Fall

möglich (oben). Da in beiden Fällen mehrere Studien und Szenarien zugrunde gelegt wur­

wird sich der Anstieg des Meeresspiegels zunächst lang-

den, weisen die Ergebniswerte der Prognosen eine gewisse Bandbreite auf. In jedem Fall

sam beschleunigen. Legt man die heutige Anstiegsrate zugrunde, würde sich bis zum Jahr 2300 ein Meeresspie-

summieren sich das Abschmelzen der Gletscher und die Ausdehnung des Wassers aufgrund der Erderwärmung auf. Die Rekordwerte werden für den Fall erwartet, dass sich das Ab­ schmelzen der antarktischen und grönländischen Eispanzer verstärkt.

gelanstieg von nur knapp 1 Meter ergeben. Der heutige Anstieg ist jedoch eine Reaktion auf eine

nen sich die dunklen Boden- und Meeresoberflächen aus,

durchschnittliche globale Erwärmung von gerade einmal

die das Sonnenlicht deutlich stärker absorbieren. Sollten

0,7 Grad Celsius während der vergangenen 30 Jahre. Der

die Festlandeismassen in Grönland und der Westantark-

IPCC-Bericht aber sieht für die Zukunft eine deutlich grö-

tis weitestgehend abschmelzen, könnte der Meeresspie-

ßere Temperaturerhöhung um 2 bis 3 Grad Celsius voraus.

gel im Laufe von 1000 Jahren im Extremfall sogar um 20

Damit könnte der Meeresspiegel weltweit künftig tatsäch-

Meter steigen.

lich so stark steigen, wie vom wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung vorausgesagt.

Vor allem in der Westantarktis werden die randlichen Gletscher durch Fließvorgänge instabil, sodass sie Druck

Wie bei den Klimaschwankungen in der jüngeren Erd-

auf die vorgelagerten, auf dem Meer ruhenden Schelfeis-

geschichte werden sich auch bei der gerade stattfindenden

massen ausüben. Das mit dem Festland verbundene

globalen Erwärmung die Temperaturen in den Polarge-

Schelf­e is kann dadurch teilweise aus seiner kontinentalen

bieten stärker als im globalen Mittel erhöhen und damit

Verankerung brechen. In letzter Konsequenz verstärkt

den Meeresspiegelanstieg entscheidend beeinflussen. Die

sich das Kalben der Gletscher, weil das Hindernis Schelf-

stär­­kere Erwärmung in höheren Breiten wird durch die

eis fehlt. Darüber hinaus können selbst bei geringem Mee-

Abnahme der Albedo, der Rückstrahlung des Sonnenlichts,

resspiegelanstieg randliche Festlandeismassen in großen

verursacht: In dem Maße wie die hellen, stark reflektie-

Mengen abbrechen, weil sie vom steigenden Wasser

renden Meereis- und Gletscherflächen schrumpfen, deh-

unterspült werden.

60

> Ka pi t e l 03

Wie Nat u r u nd Men sc h d ie Kü ste verä nder n

> D e r K ü s t e n v e r l a u f w i r d vo n N a t u r k r ä f t e n b e e i n f l u s s t u n d r e a g i e r t a n v i e ­

len Stellen stark auf variierende Umweltbedingungen. Andererseit s greif t aber auch der Mensch in den Küstenraum ein. Er besiedelt und bewir t schaf tet die Küstenzone und baut Rohstof fe ab. Diese E i n g r i f f e s t e h e n i m Z u s a m m e n s p i e l m i t g e o l o g i s c h e n u n d b i o l o g i s c h e n P r o z e s s e n u n d k ö n n e n ve r ­ s c h i e d e n s t e Ve r ä n d e r u n g e n n a c h s i c h z i e h e n .

Be de ut ung und E i ge nsc ha f t e n d e r K ü s t e n zo n e n

• Sie sind ein bevorzugtes Erholungs- und Tourismusge-

Die Küste ist die Schnittstelle zwischen Land, Meer und

• Sie sind Rohstoffquelle für Mineralien und geologische

biet. Atmosphäre. Eine einheitliche Definition für diesen Begriff gibt es nicht, denn es hängt durchaus von der jeweiligen Perspektive oder der wissenschaftlichen Fragestellung ab, ob man die Küstenzone eher als Meer oder als Land betrachtet. Vereinfacht gesagt umfasst die Küstenzone jenen Bereich, in dem das Land noch maßgeblich vom Meer und das Meer noch deutlich vom Land beeinflusst

Sedimente aus Flüssen bindet. • Durch ihre Pufferwirkung zwischen Land und Meer beeinflussen sie viele globale Parameter.

der vom Menschen stark geprägt ist. Die Küstenzonen der

von mehr als 10 Millionen befinden sich in den Küstenzonen. • 90 Prozent der globalen Fischerei finden in Küstengewässern statt.

• Sie umfassen etwa 20 Prozent der Erdoberfläche. • Sie bieten wichtige Transportwege und Industriestand-

• Sie bieten mehr als 45 Prozent der Weltbevölkerung Wohn- und Lebensraum.

orte.

nach Höhenlage.

• Sie wirken als eine wichtige Sedimentationsfalle, die

• 75 Prozent aller Megastädte mit einer Einwohnerzahl

Menschen ungeheuer wichtig.

verteilung

Artenvielfalt.

wird. Daraus ergibt sich ein komplex gestalteter Raum, Erde sind ausgesprochen vielfältig und nicht nur für den

3.5 > Bevölkerungs­

Produkte. • Sie beinhalten wichtige Ökosysteme mit einer großen

80

16 0 0

60

120 0

Kumulier t in Prozent

B evölker ung in M illionen

Ein Großteil der Weltbevölkerung lebt in den Küsten10 0

20 0 0

gebieten, die flach sind und deren Gestalt sich innerhalb kurzer Zeiträume stark verändern kann. In keiner anderen Region der Erde wächst die Bevölkerung heute schneller als in den Küstenzonen. Entsprechend wachsen die Küstenstädte. Der Mensch besiedelt mehr und mehr Fläche. Zugleich nutzt er die Küste immer intensiver, beispielsweise durch die Erschließung von Flächen für den Bau großer Windenergieparks im Meer.

40

800

Sedimente formen Küsten 20

400

Die Gestalt einer Küste wird also durch mehrere Einflüsse geprägt. Ein wesentlicher Faktor ist die Umlagerung von 0

0 0

500

10 0 0

15 0 0 20 0 0 25 0 0 Höhe in M eter n

30 0 0

35 0 0

4000

Sedimenten wie Schlamm, Sand und Kies. Die Sedimente werden vor allem durch winderzeugte Wellen und Strömungen, Gezeitenströme oder Flüsse, die ins Meer mün-

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

61

3.6 > Die Gezeiten­ strömung hat den Sand am Strand der Isle of Lewis vor der schottischen West­ küste fortgetragen und den steinigen Boden freigelegt.

den, bewegt. Je nach Strömung wird Sediment abgetragen

ist als locker gelagerter Sand, verändert sich die Gestalt

(Erosion), umgelagert oder abgelagert (Akkumulation).

der Küste vergleichsweise langsam. Küstenrückgang ist

Werden Sedimente nicht nur umgelagert, sondern wegge-

meist die Folge von Erosion: Mehr Sediment geht verlo-

tragen, verändert sich im Laufe der Zeit die Form der

ren, als die Strömungen nachliefern. Allerdings lässt sich

Küste. Ein Beispiel ist die ostfriesische Insel Memmert, an

der Entwicklungsstatus einer Küste nicht allein am Sedi-

deren Südwestseite die Strömungen so viel Sediment

mentbudget festmachen. Es gibt Küstenabschnitte, die

abgetragen hatten, dass schließlich der alte Leuchtturm

langfristig stabil sind, da Sediment lediglich an ihnen ent-

bis zu seinem Abriss im Wasser stand. Ein anderes Bei-

lang transportiert wird.

spiel ist der Weststrand der dänischen Nordseeinsel Rømø. Dieser wird durch Sedimentzufuhr immer breiter.

In vielen Küstenregionen wird der natürliche Sedimenteintrag heute durch Bauwerke wie etwa Staudämme

Prinzipiell gibt es zwei Hauptrichtungen des Sediment-

behindert. Zwar sind nur 20 Prozent der Küstengebiete

transports. Zum einen jene, die parallel beziehungsweise

weltweit Lockergesteinsküsten aus Sand, Schlick oder

entlang der Küste führt. Zum anderen jene, die auf die

Kies, doch mehr als die Hälfte ist heute von Erosion betrof-

Küste zu oder von der Küste weg verläuft. Je mehr Sedi-

fen. Natürlich passen sich die Lockergesteinsküsten

ment abgetragen oder angelagert wird, desto stärker ver-

grund­s ätzlich schnell an Veränderungen an, weil sich die

ändert sich die Küstengestalt. Wie schnell Sediment ero-

Sedimente vergleichsweise leicht umlagern – Materialde-

diert werden kann, hängt von seiner Beschaffenheit sowie

fizite an einer Stelle werden durch neue Sedimentanliefe-

von der Dauer und Intensität der Wind- und Wasserströ-

rung wieder ausgeglichen. Doch ob der Charakter einer

mungen ab. Eine starke Sturmflut etwa kann innerhalb

solchen Küste erhalten bleibt, hängt im Einzelfall vor

weniger Stunden gewaltige Mengen Sediment forttragen.

allem von der Anstiegsrate des Meeresspiegels, der Stabi-

Besteht die Küste aus hartem Fels, der erosionsresistenter

lität des Sediments und der Sedimentzufuhr ab. Selbst

62

> Ka pi t e l 03

gleichsbewegungen können über mehrere Zehntausend Jahre andauern. Ein Beispiel ist die skandinavische Landmasse, die sich noch heute jährlich um bis zu 9 Millimeter hebt. Manchmal richtet sich die Erdkruste dabei ungleich3.7 > Der alte Leucht­

mäßig auf, sodass ein Teil weiter absinkt, während sich der

turm der ostfrie­

andere hebt.

sischen Insel Mem­

Mächtige Sedimentpakete bilden sich häufig in Deltare-

mert stand einst in den Dünen und wurde

gionen, wo die Flüsse Unmengen von Sediment ins Meer

durch Erosion im

spülen. Durch das Anhäufen der Sedimente gibt die Litho-

Laufe von Jahrzehnten

sphäre allmählich nach. Dadurch sinkt der Untergrund ab,

freigespült.

sodass der Meeresspiegel relativ zum Land ansteigt. In manchen Fällen wird dieses isostatische Absinken durch die langsam in die Höhe wachsenden Sedimentmassen kompensiert. In anderen Fällen aber wird das Sediment selbst durch die zunehmende Auflast zusammengedrückt, sodass die Landmasse dennoch sinkt. Auch der Mensch beeinflusst das Absinken, beispielsweise durch die Förderung von Grundwasser, Erdöl oder Erdgas etwa im NigerDelta. Es gibt Regionen, in denen sich die Landoberfläche durch das Zu­s am­m en­s piel der genannten Faktoren um bis zu 5 Zentimeter jährlich absenkt. Der Meeresspiegel steigt dort entsprechend. Küstenschutzmaßnahmen tragen nicht nur zum Erhalt von Küsten bei. Sie können Küsten auch verändern. So ist

D e r Me n s ch p r ä g t d a s G e s i ch t d e r K ü s t en

es durchaus möglich, dass man durch den Schutz eines Küstenabschnitts andere Bereiche schädigt. Schützt man

Die Sedimentation hat in den vergangenen 8000 Jahren

ein Gebiet durch Bauwerke wie Wellenbrecher vor

seit der letzten Phase des nacheiszeitlichen Meeresspie-

Erosion­, bleibt an benachbarten, nicht geschützten Gebie-

gelanstiegs erheblich zur Küstenentwicklung beigetragen.

ten möglicherweise die existenziell wichtige Sedimentzu-

Durch Ablagerung von transportiertem Material wuchs

fuhr aus. Verglichen mit Lockergesteinsküsten werden die

die Küstenlandfläche, in bestimmten Regionen entstanden

Folgen eines Meeresspiegelanstiegs an Steil- und insbe-

große Flussdeltas. Vor allem Flüsse sind wichtige Trans-

sondere Festgesteinsküsten weit weniger schwerwiegend

portbänder, die Sedimente zur Küste tragen. Wie viel sie

sein. Weltweit machen Steil- und Festgesteinsküsten rund

transportieren, hängt von mehreren Faktoren ab:

80 Prozent aller Küsten aus.

• der Größe des Flusseinzugsgebiets von der Quelle bis

S e di m e nt e l a sse n di e E r dk r ust e s i n k e n

• dem Relief des Einzugsgebiets (Flüsse mit steilem Relief,

zur Mündung; die etwa durch Gebirge fließen, transportieren mehr Dass Küstengebiete unter dem Gewicht eiszeitlicher Glet-

Sediment als Flüsse, die durchs Flachland fließen);

schermassen absinken, leuchtet ein. Doch auch Sedimente

• der Gesteins- und Sedimentzusammensetzung (zum

können sich zu solch mächtigen Paketen ablagern, dass sie

Beispiel der Korngröße) oder der Menge des aufgrund

die Lithosphäre, die Erdkruste, niederdrücken. Diese senkt

von Verwitterung und mechanischer Erosion verfüg-

sich zunächst ab und hebt sich später wieder, wenn die Belastung nachlässt. Im Fall der Gletscher geschieht das, wenn nach dem Ende der Eiszeit das Eis taut. Die Aus-

baren Sediments; • dem Klima im Einzugsgebiet und dessen Auswirkung auf die Verwitterung;

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

• der Menge des abfließenden Oberflächenwassers und

In vielen Regionen herrscht hingegen ein Mangel an

der Speicherkapazität des Bodens (wie viel Wasser

Sedimenten, weil Staudämme das Wasser zurückhalten.

abfließt, hängt auch von den Niederschlagsmengen ab,

Weltweit sind mehr als 41 000 große Staudämme in

die wiederum vom Klima beeinflusst werden).

Betrieb. Hinzu kommen viele kleinere Dämme und

Waldrodung, Überweidung und ungünstige Felderwirt-

Wasser­r eservoirs. Zusammen stauen sie 14 Prozent des

schaft führen besonders in tropischen Regionen zu for-

weltweiten Gesamtabflusses der Flüsse und gewaltige

cierter Bodenerosion. Werden die Sedimente nicht durch

Mengen Sediment. Damit geht der Küste Sedimentnach-

Staudämme zurückgehalten, lagern sie sich vor allem im

schub verloren. Die Erosion verstärkt sich. Fatal ist dieses

Küstengebiet ab. Das kann Konsequenzen haben: Zum

Sedimentdefizit dort, wo der Boden unter den alten,

einen können die Sedimente das Wasser trüben, die

schweren Sedimentpaketen absinkt. Hier fehlt dann

Gewässergüte verändern und dadurch die Wasserorganis-

frisches Sediment, das sich dort normalerweise ablagern

men erheblich beeinträchtigen. Die Trübung vermindert

und damit das Absinken kompensieren würde. Sinkt das

zudem die Lichteinstrahlung und setzt damit die Primär-

Land ab, sickert sukzessive Salzwasser in den Flussmün-

produktion herab.

dungsbereich, sodass das Grundwasser versalzt. Ein Bei-

Andererseits kann es aber auch zu Algenblüten kom-

spiel dafür ist der Nil. Vor dem Bau des Assuan-Staudamms

men, weil mit den Sedimenten zugleich viele Nährstoffe

spülten jährlich wiederkehrende Überschwemmungen

in die Flüsse und ins Küstenmeer gespült werden. Sterben

fruchtbare Sedimente aus dem Landesinnern in das Nil-

diese Algen ab, werden sie von Mikroorganismen zer-

Delta am Mittelmeer. Die Sedimente waren nicht nur für

setzt, die Sauerstoff verbrauchen. Dadurch entstehen

die Bauern an den Ufern des Nils lebenswichtig, sondern

lebensfeindliche, sauerstoffarme Zonen. Die Artenvielfalt

auch essenziell, um das Absinken der schweren Deltare-

schrumpft in diesen Gebieten.

gion zu kompensieren. Mit dem Dammbau in den 1960er

63

3.8 > Als technische Meisterleistung fei­ erte man den AssuanStaudamm bei seiner Inbetriebnahme 1968. Von den Umweltpro­ blemen wie etwa der Versalzung der Küste ahnte man damals noch nichts. 1971 wurde der Staudamm dann offiziell eröff­ net. Die Bauarbeiten hatten rund elf Jahre gedauert.

64

3.9 > Bei besonders hohen Wasserständen

> Ka pi t e l 03

Jahren blieben die Überflutungen und Sedimenttran­­s­­porte

rung) im Gleichgewicht befindet. Die genannten Beispiele

aus: Nachhaltige Ernterückgänge und massive Küstenero-

machen jedoch deutlich, dass das kaum der Fall ist. Bei

sion sind die Folge. Ähnliche Probleme sind für den

den Berechnungen müsste man daher zumindest den

vor Kurzem fertiggestellten Drei-Schluchten-Staudamm in

Sedimenttransport entlang der Küste und die Änderungen

China im Jangtse-Delta zu erwarten.

des Sedimentationsgleichgewichts berücksichtigen, die

Neue Untersuchungen von der nordamerikanischen

der Meeresspiegelanstieg bewirken wird. Dies ist im

Atlantikküste, die mit der Auswertung von Satellitenbil-

Detail bisher nicht der Fall. Der Küstenrückgang könnte

dern und topographischen Karten einen Zeitraum von

daher noch drastischer ausfallen.

mehr als 100 Jahren umfassen, legen nahe, dass auch der

in der Lagune von

Meeresspiegelanstieg die wichtige Sedimentation behin-

Venedig werden immer

dert und zu einer Veränderung der Küsten führen wird. So

wieder Teile der Stadt

nimmt man an, dass ein Meeresspiegelanstieg um 1 Meter

In vielen Flussmündungsgebieten wechseln sich Ein- und

wie etwa der Markus­

im Mittel einen Küstenrückgang von etwa 150 Metern

Ausstrom von Meerwasser im Rhythmus der Gezeiten ab

alta nennen die Italie­

nach sich ziehen wird. Die Forscher gehen dabei davon

und vermischen sich dabei mit dem kontinuierlich abflie-

ner das Hochwasser.

aus, dass sich die Sedimentbilanz (Erosion und Ablage-

ßenden Frischwasser des Flusses. Mitgeführte Sedimente

platz überspült. Acqua

D i e A u s w i r k u n g e n d e s Wa s s e r b a u s

von Land und von See können sich bei nachlassender Strömung ablagern. Der Sedimenthaushalt befindet sich in einem sensiblen Gleichgewicht. Der Bau von Dämmen, die Vertiefung von Fahrrinnen oder andere Baumaßnahmen können dieses Gleichgewicht erheblich stören. Die Auswirkungen sind oftmals schwerwiegend. Stark umstritten sind heute unter anderem die Fahrrinnenvertiefungen. 95 Prozent des globalen Handels werden über den Schiffsverkehr abgewickelt. Die großen Häfen der Welt liegen aus logistischen Gründen überwiegend an Flussmündungen. Da immer größere Schiffe mit entsprechendem Tiefgang zum Einsatz kommen, müssen die Fahrrinnen vertieft werden. Zusätzlich werden die Schiffswege durch Uferbauwerke stabilisiert und die Strömung durch Leitwerke optimiert. Wegen der Fahrrinnenvertiefungen können Sedimente mit darin gebundenen Schadstoffen freigesetzt werden. Zudem kann sich die Fließgeschwindigkeit erhöhen, was Sedimentumlagerun­ gen verstärkt. Auch der Tidenhub kann durch das größere ein- und ausströmende Wasservolumen ansteigen. Das wirkt sich ebenfalls auf den Sedimenthaushalt aus, denn schneller strömendes Wasser hat mehr Energie, um Sedimente zu bewegen. Meeresspiegelanstieg und Hochwasserereignisse verstärken diese Effekte. Schon jetzt diskutiert man, wie sich all das auf die Standsicherheit der Flussdeiche auswirkt. Der intensive Schiffsverkehr verschärft die Situation noch, weil durch den Wellenschlag der Schiffe oftmals das Flussufer erodiert. Die Entnahme von Sediment oder Sand  – beispielsweise für Strandauf-

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

N o r d s e e

65

O s t s e e

A T L A N T I S C H E R

3.10 > Wäre die Küste nicht durch Deiche geschützt,

O Z E A N

ergäbe sich bei einem Meeresspiegelanstieg von 2 Metern ein solches Bild. Die rot gefärbten Gebiete wä­ ren dann permanent überflutet. Nach den aktuellen Prognosen könnte der Meeres­ spiegel bereits bis Ende dieses Jahrhun­ derts um 180 Zenti­ meter steigen.

M

i

t

t

e

l

m

e

e

r

spülungen auf der Insel Sylt – verändern die Gestalt des

schon mehrere Großprojekte wie der Bau des Flug­h afens

Meeresbodens. Langfristig kann sich das durchaus auf den

Hongkong angeschoben worden. Für das Areal wurde eine

Schutz der Küste auswirken. So ist es möglich, dass eine

Fläche von mehr als 9 Quadratkilometern auf­­­gespült.

Seegrundvertiefung die Wellenbrecherzone Richtung Land

Grö­­ße­r e Dimensionen erreicht der Hafen von Tianjin in

verlagert. Darüber hinaus wird durch die Sandentnahme

Chi­­na, der rund 30 Quadratkilometer Meeresfläche ver-

der Lebensraum der Meeresorganismen verändert. Das

schlingt. Diese Eingriffe haben zweifellos Auswirkungen

geschieht aber auch im umgekehrten Fall, wenn Sand auf-

auf die unmittelbar angrenzende Küstenzone. Beispiels-

geschüttet, beispielweise als Baggergut im Meer verklappt

weise lösten Aufschüttungen einer Fläche von 180 Hektar

wird. Diese Sedimente stammen zu 80 bis 90 Prozent aus

zum Bau des Flughafens in Nizza 1979 einen verhee-

Maßnahmen wie Fahrrinnenvertiefungen. Hunderte Milli-

renden Erdrutsch aus. Dieser hatte einen Tsunami zur Fol-

onen Kubikmeter Sediment werden jährlich weltweit ver-

ge, der 23 Menschen das Leben kostete.

klappt. Die im Bereich der Verklappstellen lebenden Meeresbewohner werden überdeckt, sofern sie nicht fliehen

Der Klimawandel verändert die Küsten

können. Um das künftige Schicksal der Küsten richtig einschätzen Wenn d ie Küstenstädt e w a c hse n

zu können, müssen Forscher zunächst klären, ob die heute messbaren Veränderungen tatsächlich auf einen Klima-

Auch durch das ungeheure Wachstum der Küstenstädte

wandel zurückzuführen oder ob sie das Ergebnis natür-

schädigt der Mensch den Lebensraum. Oft müssen neue

licher Klimavariabilität sind. Von einem Klimawandel

Landflächen im Meer dazugewonnen werden, um Raum

kann man erst dann sprechen, wenn sich klimatisch

für die ausufernde Bebauung zu schaffen. So sind weltweit

bedingte Veränderungen statistisch nachweisbar von

66

> Ka pi t e l 03

natürlichen Schwankungen abheben. Klimawandel ist also

Überflutung von Inseln und Küsten

nicht mit Klimavariabilität gleichzusetzen. Die Wissen-

Der durch den Klimawandel bewirkte Meeresspiegelan-

schaftler benötigen dafür Messwerte und Beobachtungen,

stieg wird zur Überflutung vieler Küstengebiete und Insel-

die repräsentative Zeiträume abdecken. Schon heute weiß

gruppen führen. Es wird erwartet, dass diese Regionen

man, dass die globale Erwärmung nicht an allen Orten

nicht nur kurzzeitig, sondern permanent überschwemmt

gleichermaßen zu höheren Luft- und Wassertemperaturen

sein werden. Diese Überflutungen kann man also nicht

führen wird und dass es keineswegs immer allein um die

mit den vorübergehenden, eher episodenhaften Über-

Veränderung der Temperatur geht. Die Folgen des Klima-

schwemmungen von Landgebieten gleichsetzen, die in

wandels können völlig unterschiedlich sein. Die folgenden

näherer Zukunft häufiger eintreten werden. Schon im

Beispiele machen das deutlich.

kommenden Jahrhundert oder kurz danach könnte der Meeresspiegelanstieg die 2-Meter-Marke erreichen.

Schmelzen von Meereis und Auftauen von Permafrostböden

Dieses Szenario basiert allerdings nur auf topographischen Daten. Deiche und andere Schutzbauten werden

Das Meereis der subpolaren und polaren Küstengewässer

dabei nicht berücksichtigt. In der Simulation lässt man die

wirkt wie ein Puffer zwischen der Atmosphäre und dem

Wassermassen einfach über die Küstenform strömen.

Meerwasser. Es verhindert, dass Stürme Wellen aufbauen,

Auch bezieht dieses Modell den verstärkten Abtrag von

die als Brandung gegen die Küsten rollen und dort Sedi-

Land durch Küstenerosion nicht mit ein, der mit dem

Tidehochwasser

mente abtragen. Verkleinern sich die Eismassen durch das

Anstieg des Meeresspiegels vermutlich einhergehen wird.

und Springtide

Abschmelzen, geht diese Pufferwirkung verloren. Auch

Durch die Erosion dürfte sich die gesamte Küsten- und

Sedimente, die zuvor durch die Eisbedeckung geschützt

damit auch die Brandungszone landeinwärts verschieben.

Mit dem Mittleren Tidehochwasser (MThw) bezeichnet

waren, werden verstärkt erodiert. Dauerhaft steinhart ge­­

Damit wirkt die zerstörerische Kraft des Wassers auf ehe-

man den durch-

frorene Böden, sogenannte Permafrostböden, tauen auf.

mals geschützte Bereiche der Küste ein. Auch heute schon

schnittlichen Hoch-

Auch sie werden an der Küste durch Wind und Wellen viel

reißen Sturmfluten schützende Vegetation fort. Diese

stärker abgetragen als die gefrorene Landmasse. Anderer-

Effekte werden sich künftig intensivieren. Die eigentlich

Ort an der Küste.

seits aber findet die typische Bodenerosion durch Eisberge

flach ansteigende Küste, auf der die Brandung ausrollen

Besonders hoch über

und Gletscher nicht mehr statt.

kann, wird steiler. Dieses steile Küstenvorland bietet künf-

wasserstand an einem bestimmten

dem MThw auflaufende Fluten sind die

tigen Stürmen mehr Angriffsfläche. Die Erosion gewinnt Veränderung der Süßwasserbilanz,

an Dynamik. Das Küstenvorland verliert seine Pufferwir-

Springtiden. Sie tre-

des Niederschlags und des Sedimenteintrags

kung. Zu den gefährdeten Regionen gehören auch Gebiete,

ten regelmäßig bei

Der Klimawandel wird vermutlich dazu führen, dass die

die heute noch durch Deiche geschützt werden. Zwar

bestimmten Stel-

Inlandgletscher abschmelzen und zugleich die Menge des

wird bei Deichbauten an der Nord- und Ostsee auf die

und Mond ein.

für den Erhalt der Gletscher nötigen Neuschnees zurück-

Bemessungshöhe der Deichkrone zusätzlich zu den maxi-

Gefährlich wird es an

geht. Damit wird sich nach und nach auch der Abfluss von

malen Sturmereignissen ein Klima-Sicherheitsfaktor von

der deutschen Nord-

Süßwasser aus den Bergen verringern. Wasserknappheit

30 bis 90 Zentimetern aufgeschlagen, um den künftigen

könnte die Folge sein. Die Menschen könnten dem begeg-

Meeresspiegelanstieg zu berücksichtigen. Bei einem Mee-

Springfluten oder

lungen von Sonne

seeküste, wenn schwere Weststürme mit der Springtide

nen, indem sie Wasser verstärkt in Reservoiren zurückhal-

resspiegelanstieg von 2 Metern aber wird das nicht ausrei-

zusammenfallen.

ten. Allerdings gelangt dann weniger Süßwasser und

chen. Schon heute liegen viele dicht besiedelte Ge­b ie­t e im

weniger Sediment ins Meer. Zugleich werden andernorts

Nordseeraum unterhalb des Mittleren Tidehochwassers

mit der globalen Erwärmung erhöhte Niederschlagsraten

beziehungsweise im Ostseeraum auf heutigem Meeres-

erwartet – beispielsweise in den Monsunregionen der

spiegelniveau.

Welt. Die starken Monsunregen und Wasserabflüsse wer-

An anderen Küsten wiederum befinden sich komplexe

den vermehrt zu Überschwemmungen führen und große

und bedeutende Ökosysteme. Diese produzieren Biomas-

Mengen an Sedimenten und Nährstoffen über die Flüsse

se, die mitunter einen direkten Einfluss auf die Gestalt der

ins Küstenmeer spülen.

Küste hat. Durch das Wachstum von Korallen etwa kön-

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

67

nen neue Inseln entstehen. Zugleich sind Korallenbänke wichtige Bollwerke, die die Brandung brechen. Manchmal kompensiert das Korallenwachstum sogar den Anstieg des Meeresspiegels. Ob die Bildung neuer Korallen auch künftig mit dem Anstieg des Meeresspiegels mithalten kann, hängt auch von der Geschwindigkeit des Anstiegs und von der Wassertemperatur ab. Fachleute befürchten, dass sich mit dem Klimawandel die Lebensbedingungen der anpassungsfähigen, aber sensiblen Korallen verschlechtern; erstens, weil die Wassertemperatur mancherorts für sie schon heute zu hoch ist; zweitens, weil die Korallen mit dem prognostizierten Meeresspiegelanstieg oder eventuellen Küstensenkungen kaum werden Schritt halten können. An anderen flachen Küstenabschnitten wie etwa Flussmündungen sind Mangroven und Marschen von Überflutung bedroht, die heute ebenfalls ein natürlicher Schutz gegen Sturmfluten sind. Versinken die Mangroven

kungen haben. Wie in einer Badewanne staut der Wind

3.11 > Die Sturmflut

und Marschen, können Wellen weit ins Land vordringen

die Wassermassen in einem Teil des Beckens, die dann

von 1976 gilt als die

und großen Schaden anrichten. Nur in ganz seltenen Fäl-

zurückschwappen, sobald der Wind nachlässt oder dreht.

len werden solche Veränderungen durch einen verstärk-

Bläst er nun etwa aus entgegengesetzter Richtung, ver-

ten Sedimenteintrag aus dem Hinterland kompensiert.

stärken sich beide Faktoren und der Wasserstand kann an

Nordseeküste und

der deutschen Ostseeküste um mehr als 3 Meter anstei-

richtete wie hier beim

bis heute schwerste registrierte Sturmflut an der deutschen

Deichbruch in der

Extreme Wasserstände

gen. Durch starke Niederschläge wird diese Situation ver-

Derzeit geht man davon aus, dass durch die globale Erwär-

schärft, da das Regen- oder Flusshochwasser wegen des

mung Extremwetterereignisse wie etwa tropische Wirbel-

dann ohnehin hohen Wasserstands an der Küste nicht

schwere Schäden

stürme oder Sturmfluten häufiger auftreten. Diese dürften

abfließen kann.

an. In Cuxhaven

die Folgen des Meeresspiegelanstiegs noch verschärfen,

Haseldorfer Marsch an der Elbe durchaus

erreichte der Pegel mit 5,1 Meter über dem

denn wenn der Meeresspiegel höher liegt, ist die zerstöre-

Häufung der Hochwasser

normalen Wasserstand

rische Kraft eines Sturms an der Küste noch deutlich grö-

Durch den Anstieg des Meeresspiegels nimmt nicht allein

eine Rekordhöhe. Die

ßer. Experten erwarten vor allem für die gemäßigten und

die Wasserstandshöhe zu. Fatal ist, dass besonders hohe

tropischen Regionen eine erhöhte Sturmaktivität. Ob die

Sturmflutwasserstände immer häufiger eintreten, wie das

Häufigkeit und Stärke der Stürme weltweit zunehmen

Beispiel der Sturmflutgefährdung für Deutschland zeigt:

von 1962, weil man

werden, darüber gibt es derzeit noch keinen Konsens, da

Bei einem Meeresspiegelanstieg von 1 Meter werden

in der Zwischenzeit

verschiedene wissenschaftliche Rechenmodelle und Mess­-

bedrohliche Sturmfluten häufiger eintreten, weil das

daten unterschiedliche Ergebnisse liefern.

Basisniveau nun um 1 Meter höher liegt. Dann könnte ein

Sturmfluten entstehen durch das Zusammenspiel von

Jahrhundert-Wasserstand, wie er bei der Sturmflut von

Sturmsystemen und Gezeiten. Wenn bei Flut, speziell bei

1976 an der deutschen Nordseeküste eingetreten ist, künf-

Springflut, Sturmwinde das Wasser gegen die Küste drü-

tig alle zehn Jahre passieren. Die Wiederholungswahr-

cken, potenziert sich das Überschwemmungsrisiko für

scheinlichkeit von schweren Sturmfluten wird sich also

große Landstriche. Solche Stürme können mehrere Tage

deutlich erhöhen. An der deutschen Ostseeküste mit ihren

anhalten und das Wasser so stark ansteigen lassen, dass es

geringeren Sturmflutwasserständen wäre dieser Effekt

noch nicht einmal bei Ebbe abfließt.

sogar noch ausgeprägter: Ein Jahrhundert-Hochwasser mit

Stürme können auch in Nebenmeeren wie der Ostsee, in denen es kaum Gezeiten gibt, verheerende Auswir-

einer Höhe von 2,50 Meter über Normalnull (NN) würde dort sogar alle zwei bis fünf Jahre eintreten.

Folgen waren dennoch weit weniger verhee­ rend als bei der Flut

vielerorts die Deiche verstärkt und erhöht hatte.

68

> Ka pi t e l 03

Der K a mpf u m den L eb en srau m Kü ste

> M e h r a l s e i n e Mi l l i a r d e Me n s ch e n l e b e n h e u t e i n t i e f l i e g e n d en Kü s t en ­

regi one n – di e m e i st e n da v on i n A s i e n . E i n i g e d i e s e r G e b i e t e k ö n n t e n s ch o n i m L a u f e d i es es J ah r­ h u n d e r t s ü b e r s c h w e m m t w e r d e n . D i e B e w o h n e r w e r d e n S t r a t e g i e n g e g e n d a s Wa s s e r e n t w i ckeln oder G e bi e t e a uf ge be n m üsse n. S e i t e i n i g e r Z e i t v e r s u ch t m a n zu e r m i t t e l n , w e l ch e R e g i o n e n es am h är­ test e n t r e ff e n w i r d.

D i e ba nge F r a ge , w i e sc hl i m m e s w i r d

erfassen zu können, muss man zunächst analysieren, wie hoch die Landflächen weltweit über dem Meeresspiegel

3.12 > Der Zyklon Aila traf Bangladesch im Jahr 2009 mit vol­

Die vom Menschen durch intensive Nutzung stark in Mit-

liegen. Das ist schwierig, weil es für viele Küstenregionen

leidenschaft gezogenen Küstenräume geraten durch den

bisher noch keine verlässlichen topographischen Karten

Klimawandel immer mehr unter Stress. Es stellt sich die

gibt. Grob geschätzt leben weltweit mehr als 200 Millio-

Frage, ob oder inwieweit diese auch in den kommenden

nen Küstenbewohner unterhalb von 5 Metern (über Nor-

Jahrzehnten bis Jahrhunderten ihre elementare Bedeu-

malnull). Diese Zahl wird bis zum Ende des 21. Jahrhun-

tung als Lebens- und Wirtschaftsraum behalten können

derts auf schätzungsweise 400 bis 500 Millionen an­­­­­­-

oder ob sie sich vielmehr zu einer Bedrohung des Men-

steigen.

ler Wucht. Tausende

schen entwickeln. Offen ist auch, wie stark sich die

Darüber hinaus werden in diesem Zeitraum die Millio-

Menschen verloren

Küsten­ö kosysteme und Lebensräume wie zum Beispiel

nenstädte an den Küsten weiterwachsen. Neue Städte

ihr Zuhause. Diese

Mangroven, Korallenriffe, Seegraswiesen und Salzmar-

kommen hinzu  – insbesondere in Asien. Für Europa

ihrer fünfköpfigen

schen verändern werden, die vielerorts Lebens- und Nah-

schätzt man, dass bei einem Meeresspiegelanstieg von

Familie in einen

rungsgrundlage der Küstenbewohner sind.

1 Meter etwa 13 Millionen Menschen bedroht sein wür-

Frau rettete sich mit

Unterstand, nachdem

Mit verschiedenen Studien haben Wissenschaftler in

den. Die Folgen wären unter anderem hohe Kosten für

den vergangenen Jahren versucht, das Ausmaß der vom

Küstenschutzmaßnahmen. In Extremfällen könnten Um­-

Damm durchbrochen

Meeresspiegelanstieg ausgehenden Gefährdung abzu-

sied­l ungs­m aß­n ahmen notwendig werden. Unterhalb von

hatten.

schätzen. Um die gefährdete Fläche entlang der Küsten

20 Metern leben heute weltweit insgesamt sogar eine Mil-

die aufgepeitschten Wassermassen einen

liarde Menschen auf einer Landfläche von etwa acht Millionen Quadratkilometern. Das entspricht etwa der Fläche Brasiliens. Allein diese Zahlen machen klar, wie schwer ein Verlust der Küstengebiete wiegen würde. Die Untergruppe Küstenmanagement (Coastal Management Subgroup) des IPCC legt weitere Merkmale zugrunde, um die Verletzlichkeit der Küstengebiete zu ermitteln und die Gefährdung einzelner Küstenländer miteinander vergleichen zu können: • die ökonomische Wertschöpfung (Bruttoinlandsprodukt, BIP) im überflutungsgefährdeten Gebiet; • die Ausdehnung der urbanen Siedlungsflächen; • die Ausdehnung der landwirtschaftlichen Nutzflächen; • die Zahl der vorhandenen Arbeitsplätze; • die Größe/Ausdehnung der Küstenfeuchtgebiete, die als Überflutungspuffer dienen können.

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

Wi e d e r K l i m a w a n d e l d i e K ü s t e n N o r d d e u t s ch l a n d s b e d r o h t

69

3.7 > Staaten mit der weltweit höchsten Bevölkerungszahl und dem höchsten

Sämtliche Küsten Norddeutschlands haben zusammen eine Bevölkerungsanteil Länge von ungein mitsamt niedrig gelegenen fähr 3700 Kilometern. Davon entfallen auf die Nordseeküste seinen Küstengebieten. Inseln 1580 Kilometer, auf die Ostseeküste inklusive Boddengewässer und InAusgenommen sind

seln etwa 2100 Kilometer. Als potenziell überflutungsgefährdet gelten die Ge-

Länder mit weniger

biete an der Nordsee, die nicht höher als 5 Meter über dem Meeresspiegel

als 100 000 Einwoh­

liegen. An der Ostseeküste zählen dazu die Bereiche bis 3 Meter über dem

nern. Nicht berück­

Meeresspiegel. Das entspricht zusammen einer Gesamtfläche sichtigt von 13 900 Quawurden ferner dratkilometern. Ein Großteil dieser Fläche ist derzeit durch Deiche geschützt. 15 kleine Inselstaaten mit einer Gesamt­ In den überflutungsgefährdeten Gebieten leben rund 3,2 Millionen Menschen. bevölkerung Die in diesen Regionen vorhandenen volkswirtschaftlichen Werte belaufenvon sich 423 000 Einwohnern.

auf mehr als 900 Milliarden Euro. Zudem gibt es hier mehr als eine Million Arbeitsplätze. Durch Sturmfluten und Sturmhochwasser sind besonders die Großstädte bedroht. Im Küstenbereich der Nordsee zählen dazu vor allem Hamburg und Bremen, im Bereich der Ostsee insbesondere Kiel, Lübeck, Rostock und Greifswald. Vielen Tourismuszentren an Nord- und Ostsee droht Küstenerosion.

Darüber hinaus können langfristig große Teile der ökologisch wertvollen Salzwiesen und Wattflächen verloren gehen. Sicher ist, dass die Kosten für Küsten­­schutzmaßnahmen, hauptsächlich Deichbau und Sandvorspülungen, steigen werden.

Mittlerweile hat man recht genau ermittelt, welche

malen Flutwasserstands. Diese Gebiete wären ohne Küs­

3.13 > Schwere

Nationen besonders betroffen sein würden, weil dort ein

tenschutzmaßnahmen also be­r eits überflutet. Die Frage,

vierfüßige Tetrapo­

extrem hoher Anteil der Bevölkerung in der Küstenregion

wie schnell der Meeresspiegel steigt, ist für diese Regio­

lebt. Vor allem Bangladesch und Vietnam sind demnach

nen deshalb von besonderem Interesse. Schon heute muss

speziell gefährdet. Auf den niedrig gelegenen Insel­a rchi­

geklärt werden, wie der Küstenschutz intensiviert werden

vor der Gewalt der

pelen wie etwa den Malediven und den Bahamas ist

kann, wie sich die Gesellschaft anpassen kann oder ob

Sturmfluten schützen.

inzwischen nahezu die gesamte Bevölkerung und damit

künftig sogar Siedlungen aufgegeben werden müssen.

auch der größte Teil der Volkswirtschaft bedroht. Nach absoluten Werten nimmt China den ersten Rang ein.

Aufgrund fehlender Küstenschutzmaßnahmen wird ver­­­mutlich bereits ein moderater Meeresspiegelanstieg

Zu den stark bedrohten Gebieten in Europa zählen vor

von nur wenigen Dezimetern zahlreiche Küstenbewohner

allem der Osten Englands sowie der Küstenstreifen, der

in vielen Gebieten Asiens, Afrikas und Lateinamerikas aus

sich von Belgien über die Niederlande und Deutschland

ihrer Heimat vertreiben und damit zu Meeresflüchtlingen

bis nach Dänemark zieht, außerdem die südliche Ostsee-

machen. Die volkswirtschaftlichen Schäden dürften be-

küste mit den Mündungen von Oder und Weichsel. Auch

trächtlich ausfallen. Die Infrastrukturen großer Hafenstäd-

am Mittelmeer und am Schwarzen Meer gibt es dicht

te und vor allem die regionalen Handels- und Transport-

besiedelte, überflutungsgefährdete Räume zum Beispiel

netzwerke, die oft über Küstenschifffahrt oder über Flüsse

das Po-Delta in Norditalien und die Lagune von Venedig

abgewickelt werden, wären ebenfalls davon betroffen.

sowie die Deltas von Rhône, Ebro und Donau. Schon heute

Fachleute haben recht genau bilanziert, welche Konse-

liegen einige dicht besiedelte Gebiete in den Niederlan-

quenzen der Meeresspiegelanstieg für die deutschen

den, England, Deutschland und Italien unterhalb des nor-

Küstengebiete hat.

den sollen die Küste von Sylt in der Nähe des Ortes Hörnum

Derartige Schutzmaß­ nahmen sind ausge­ sprochen kostspielig.

70

> Ka pi t e l 03

3.14 > In den Nieder­ landen bereitet man sich schon heute auf künftige Überflu­ tungen vor: Ingenieure haben erste schwim­ mende Siedlungen wie hier bei Maasbommel errichtet. Die amphi­ bischen Häuser sind an Pfosten verankert und reagieren flexibel auf Hochwasser.

D i e a l t e L osung gi l t a uc h m or g e n :

dann auch in einigen später besiedelten Räumen wie

We r n i c h t d e i c h e n w i l l , m u s s w e i c h e n

Nord­a merika übernommen wurde. Es ist teuer und technisch aufwendig, niedrig gelegene Gebiete und Küsten-

Seit Menschen Küsten besiedeln, müssen sie sich mit dem

städte wirkungsvoll gegen Überflutung, Landverlust, Ver-

Wandel ihres Lebensraums und der Bedrohung durch

nässung oder Grundwasserversalzung zu schützen. Das

Stürme und Überflutungen arrangieren. Im Laufe der Zeit

Beispiel der Niederlande aber zeigt, dass eine kleine und

entwickelten die Küstenbewohner Schutzstrategien, mit

wohlhabende Industrienation durchaus in der Lage ist,

denen sie sich gegen die Naturgewalten zur Wehr setzten.

angesichts eines hohen Gefährdungspotenzials die Strate-

Heute unterscheidet man vier Strategien, die keineswegs

gie der Verteidigung langfristig zu verfolgen – immerhin

immer langfristig erfolgreich sind:

liegen knapp zwei Drittel des Landes unter dem normalen

1. Anpassung von Gebäuden und Siedlungen (Warften,

Flutwasserstand. Auch Deutschland betreibt einen ver-

auf Erdhügeln erbaute Höfe, Pfahlbauten und andere

gleichsweise hohen Aufwand, um die deutlich längere

Maßnahmen);

Küstenlinie instand zu halten und durch Deiche und an­­-

2. Schutz/Verteidigung durch den Bau von Deichen, Sperrwerken oder Ufermauern; 3. Rückzug durch Aufgabe oder Verlagerung gefährdeter Siedlungen (Migration); 4. Abwarten in der Hoffnung, dass die Bedrohung nach-

de­­­re Bauten zu schützen. Jährlich geben die Niederlande und Deutschland zusammen circa 250 Millionen Euro für den Küstenschutz aus. Das sind zwar nur 0,01 Prozent des deutschen und 0,05 Prozent des niederländischen Bruttonational­e inkommens, jedoch ist zu bedenken, dass diese

lässt oder sich räumlich verlagert.

Summen allein für die Erhaltung beziehungsweise Ver-

In Europa und auch Teilen von Ostasien (Japan, China)

stärkung bereits bestehender Küstenschutzanlagen aufge-

hat sich früh eine Risikokultur entwickelt: Auf die Phasen

wendet werden. Viele ärmere Küsten- und Inselnationen

des Rückzugs und der Anpassung bis zum Mittelalter

sind nicht in der Lage, Küstenschutz in ähnlich großem

folgte in jüngerer Zeit die Strategie der Verteidigung, die

Stil zu betreiben. Ihnen bleiben bei steigendem Meeres-

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs auf das natürliche Küstensystem

Relative Kosten der Maßnahmen

1. Deiche und Sperrwerke [S]

1. Sehr hoch (Bau, Erhaltung)

2. Warften, flutsichere

2. Mittel bis hoch

b. Rückstau

Gebäude(standards) [A]

3. Sehr niedrig (einmalig)

und daraus



in Flussmün-

3. Ausweisung von Risikozonen

4. Mittel (wiederholt)

resultierende



dungen

[A/R]

1. Überflutung

niedriger



Flächen



Mögliche Schutz- und Anpassungsmaßnahmen

Schäden

a. Sturmfluten



71

4. Angepasste Raum- und Bebauungsplanung [A/R]



3.15 > Der Anstieg

2. Verlust bzw. Veränderung

5. Angepasste Flächennutzungs-

5. Niedrig bis mittel (laufend)



planung [A/R]

6. Sehr hoch (einmalig)

6. Deichrückverlegung [A/R]

7. Hoch (wiederholt)

7. Vorlandgewinnung [S/A]

8. Mittel/Niedrig (laufend)

von Küstenfeuchtgebieten



8. Sandvorspülungen/

des Meeresspiegels wirkt sich auf die Küsten und ihre Be­ wohner unterschied­ lich aus. Der Mensch kann sich durchaus

Sedimentsicherung [S]

mit Gegenmaßnahmen schützen. Die Kosten des Schutzes können aber beträchtlich sein

3. Direkte und indirekte

9. Bau von Buhnen, Deckwerken,

9. Mittel bis hoch (Bau)

und langfristig den



morphologische Auswirkungen,

Ufermauern [S]

1 0. Mittel/Niedrig (laufend)

Nutzwert übersteigen.



insbesondere Erosion

1 0. Sandvorspülungen/

1 1. Mittel bis hoch (Bau)

Die Maßnahmen wer­



von Stränden und Steilufern

Dünensicherung [S]

1 2. Niedrig bis hoch (einmalig)

den unterschieden in:



1 1. Unterwasserriffe,



Wellenbrecher [S]

[S] – Schutzmaßnah­ men, [A] – Anpas­ sungsmaßnahmen und

1 2. Bebauungsfreie Zonen [R]

[R] – Rückzugsmaß­ nahmen.

4. Eindringen

a. ins Oberflä-

1 3. Wehre und Siele gegen

13. Hoch (Bau, Erhaltung)



von



Salzwassereinstrom [S]

14. Niedrig (laufend)



Salzwasser

1 4. Angepasste/Reduzierte

15. Mittel (wiederholt)

b. ins Grund-

Wasserentnahme [A/R]

16. Niedrig (dauerhaft)



15. Einpumpen von Süßwasser [S]



chenwasser

wasser

16. Angepasste Wasserentnahme [A/R]

5. Höhere (Grund-) Wasserstände

17. Verbesserung der Boden-/

17. Hoch (laufend)



und eingeschränkte Drainierung

Landdrainage [S]

18. Sehr hoch (Bau, Erhaltung)



der Böden

18. Bau von Schöpfwerken [S]

19. Niedrig (dauerhaft)



19. Geänderte Flächennutzung [A]

20. Sehr niedrig (wiederholt)



20. Ausweisung Flutgebiete/ Risikogebiete [A/R]

72

> Ka pi t e l 03

Staaten, geordnet nach Bevölkerung in niedrig gelegenen Küstenregionen – Top Ten

Staaten, geordnet nach Bevölkerungsanteil in niedrig gelegenen Küstenregionen – Top Ten

Staat

Bevölkerung in niedrig gelegenen Küstenregionen (10 3 )

% der Bevölkerung in niedrig gelegenen Küstenregionen

Staat

Bevölkerung in niedrig gelegenen Küstenregionen (10 3 )

% der Bevölkerung in niedrig gelegenen Küstenregionen

1. China



127 038



10 %

1. Malediven



291



100 %

2. Indien



63 341



6%

2. Bahamas



267



88 %

3. Bangladesch



53 111



39 %

3. Bahrain



501



78 %

4. Indonesien



41 807



20 %

4. Surinam



325



78 %

5. Vietnam



41 439



53 %

5. Niederlande



9 590



60 %

6. Japan



30 827



24 %

6. Macao



264



59 %

7. Ägypten



24 411



36 %

7. Guyana



419



55 %

8. USA



23 279



8%

8. Vietnam



41 439



53 %

9. Thailand



15 689



25 %

9. Dschibuti



250



40 %

1 0. Philippinen



15 122



20 %

1 0. Bangladesch



53 111



39 %

3.16 > Staaten mit der weltweit höchsten Bevölkerungszahl und dem höchsten Bevölkerungsanteil in niedrig gelegenen Küstengebieten. Ausgenommen sind Länder mit weniger als 100 000 Einwoh­ nern. Nicht berück­ sichtigt wurden ferner 15 kleine Inselstaaten mit einer Gesamt­ bevölkerung von 423 000 Einwohnern.

spiegel nur die Alternativen Anpassung oder Rückzug.

Küste zu schützen. Auf Koralleninseln fehlt es vielfach an

Doch auch Umsiedlungsprojekte, wie sie seit 2007 auf den

Sediment für Aufspülungen sowie an Platz und Baumate-

Carteret-Inseln, die zu Papua-Neuguinea gehören, durch-

rial für Deiche und Mauern. Selbst wenn ausreichend

geführt werden, sind teuer. Die Kosten der Migration von

Geld zur Verfügung stünde, würden diese Inseln dem

1700 Personen sind noch nicht genau abzuschätzen, wer-

Meeresspiegelanstieg weitgehend schutzlos ausgeliefert

den aber viele Millionen US-Dollar kosten.

bleiben. Die Bedrohung durch den Meeresspiegelanstieg

Für die verschiedenen Auswirkungen des Meeresspie-

wird dort heute auch dadurch verschärft, dass Korallen-

gelanstiegs gibt es unterschiedliche Bekämpfungs- und

kalk aus den Riffen entnommen und zum Bau von Hotel-

Handlungsstrategien. Ob eine Maßnahme regional oder

komplexen verwendet wird.

lokal angewendet wird, hängt vor allem von den Kosten

Was der steigende Meeresspiegel für die Küsten- und

und den geologischen Gegebenheiten vor Ort ab. Im

Inselnationen und ihren Küstenschutz im 21. Jahrhundert

Ganges-Brahmaputra-Delta von Bangladesch etwa wür-

bedeuten mag, ist erst in Ansätzen absehbar und hängt

den schwere Seedeiche im weichen Untergrund absacken.

entscheidend von Umfang und Geschwindigkeit der Ent-

Außerdem fehlt es an Geld, um Hunderte Kilometer Deich

wicklung ab: Wenn der Meeresspiegel bis 2100 um deut-

zu errichten. Die Kosten für ein solches Deichbauprojekt

lich mehr als einen Meter ansteigt, dann werden die Dei-

dürften bei mehr als 20 Milliarden Euro liegen – gut hun-

che und Schutzbauwerke vielerorts nicht mehr hoch oder

dert Mal mehr als die jährlichen Küstenschutzkosten der

stabil genug sein. In vielen Regionen wird man neue

Niederlande und Deutschlands zusammen. Die nationale

Hochwasserschutzanlagen errichten und die Entwässe-

Wirtschaft Bangladeschs würde das nicht verkraften. In

rung im Binnenland aufwendig ausbauen müssen. Exper-

anderen Gebieten fehlt es schlicht an Baumaterial, um die

ten erwarten, dass die jährlichen Ausgaben für den Küsten-

D i e u n g e w i sse Z u k u n f t d e r K ü st e n <

schutz in Deutschland auf etwa eine Milliarde Euro

Vermutlich können Industrieländer noch einige Zeit mit

klettern könnten – bei zu schützenden Sachwerten hinter

teurer und aufwendiger Küstenschutztechnologie das

den Deichen in Höhe von 800 bis 1000 Milliarden Euro.

Meer zurückhalten. Aber die Verteidigungsstrategie wird

Weltweit dürfte der Aufwand tausendfach höher liegen.

selbst dort langfristig der Anpassung oder gar dem Rück-

Während für einige Länder der Kostenaufwand für Vertei-

zug weichen müssen. Extrem aufwendige Verteidigungs-

digungs- und Anpassungsmaßnahmen lohnend erscheint,

anlagen wie die Sperrwerke von London, Rotterdam und

weil sich hinter den Deichen große volkswirtschaftliche

Venedig werden wohl Einzelprojekte bleiben. Für die

Werte angehäuft haben, werden vor allem die ärmeren

meis­t en anderen Gebiete wird es sinnvoller sein, moderne

Küstengebiete wohl verloren gehen oder unbewohnbar

Risikomanagement-Konzepte zu entwickeln, um die Risi-

werden. Die Bewohner werden zu Umweltflüchtlingen.

ken beherrschbarer zu machen.

C onc lus i o Die Zukunft der K ü s t e –

Küstenländer werden diesen Prozess für einige Zeit

Verteidigung od e r g e o r d n e t e r R ü c k z u g ?

aufhalten können, für die Schutz- und Anpassungsmaßnahmen aber immense finanzielle und tech-

Die Gestalt der Küstenzonen wird durch ein Gleich-

nische Mittel aufwenden müssen. So wird man an

gewicht verschiedener Faktoren wie Erosionsstabili-

der deutschen Nord- und Ostseeküste vorerst nicht

tät, Sedimentation, Seegang, Sturmhäufigkeit oder

von der Strategie der Verteidigung abweichen. Das

von Meeresströmungen gesteuert. Die Klimaerwär-

Verhältnis von Küstenschutzkosten zu Nutzen (für

mung, der Meeresspiegelanstieg oder menschliche

Menschen und Sachwerte) ist positiv. Langfristig

Eingriffe können diese Faktoren überlagern oder ver-

werden sich die Menschen aber auch aus diesen

stärken und somit die Gleichgewichtszustände der

Küstengebieten zurückziehen oder an das Vorrücken

Küsten beeinflussen. Meist können Gleichgewichts-

des Meeres anpassen müssen. In den Niederlanden

störungen im natürlichen System bis zu einem

werden bereits heute erste schwimmende Sied-

bestimmten kritischen Umschlagspunkt kompensiert

lungen errichtet, die, fest vertäut, bei Hochwasser

werden. Wird dieser erreicht, sind die Verände-

aufschwimmen können. Hier verfolgt man die Strate-

rungen aber unumkehrbar. Eine Rückkehr zum

gie der Anpassung: Der Mensch lernt, mit dem Was-

Gleichgewichtszustand ist dann nicht mehr möglich.

ser zu leben. Für die Zukunft wird man vielerorts

Die Aktivitäten des Menschen und die Effekte des

ähnliche nachhaltige Raum- und Flächennutzungs-

Klimawandels zusammen bringen viele Küstenab-

planungen durchführen müssen. Das gilt insbeson-

schnitte näher an ihren jeweiligen Umschlagspunkt

dere für den stark gefährdeten Küstenstreifen unter-

heran. Baumaßnahmen oder die Einbringung von

halb von 5 Metern. Denkbar ist auch die Einrichtung

Substanzen wie etwa Baggergut müssen daher künf-

von Pufferzonen in Siedlungsgebieten, in denen nur

tig besonders effektiv und nachhaltig geplant wer-

nach bestimmten, risikoarmen Vorgaben gebaut

den. Dafür ist ein integriertes Küstenzonenmanage-

werden darf. Schon heute dürfen in manchen über-

ment erforderlich. Zweifellos wird sich der Anstieg

flutungsgefährdeten Gebieten im Erdgeschoss keine

des Meeresspiegels zunächst nur langsam beschleu-

hochwertigen Wohn- oder Geschäftsräume einge-

nigen und bis weit über das 21. Jahrhundert fortset-

richtet werden. Mittelfristig aber gibt es vor allem

zen. Viele Küstengebiete werden nach und nach

ein Ziel: Das Ausmaß des Klimawandels und des

unbewohnbar werden. Menschen werden ihre Hei-

Meeresspiegelanstiegs durch Klimaschutzmaßnah-

mat und einen Teil ihrer Kultur verlieren. Reiche

men so gering wie möglich zu halten.

73

74

> Ka pi t e l 04

4

Endstation Ozean – von der Verschmutzung der Meere

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <



> D u rch P ro d u k tio n und Verbrauc h von Lebensmitteln, Industrie- und Konsum gü-

ter n e r z e ugt di e M e n s ch h e it g ro ß e M e n g e n A bfall. Ein beträc htlic her Teil landet früher oder spät er i m Oze a n. Pr obl e m a tis c h is t a u ch d ie zu n e h m e nde Versc hmutz ung der Küstengewässer mit N ähr- und Schadsto ff e n. Und i m m e r wie d e r e n td e c k t m a n g iftige Substanz en, die sic h in M eerestieren anreic hern.

75

76

> Ka pi t e l 04

D ie Ü b er dü n g u n g der Me er e

> F l üs s e t r a g e n N ä h r s t o ff e a u s d e r L a n d w i r t s ch a f t u n d a u s u ng eklär t en

A bw ä sse r n i n di e Oz e a ne . Vi e l e r o r t s k o m m t e s d a d u r ch zu Ma s s e n v e r m e h r u n g e n v o n A l g e n. In m an c h e n R e g i o n e n v e r ä n d e r n s i c h g a n z e L e b e n s r ä u m e . I n e i n i g e n e u r o p ä i s c h e n G e b i e t e n k o n n te man die N ä h r s t o fff l u t e i n d ä m m e n . We l tw e i t a b e r v e r s c h l e c h t e r t s i c h d i e S i t u a t i o n .

L e be nsa de r de r Küst e nm e e r e – d i e F l ü s s e

nicht allein die Flüsse tragen Nährstoffe in die Küstenge­ wässer. An der Westküste Afrikas zum Beispiel fördern

Zu den produktivsten Meeresregionen gehören die Küs­

Strömungen nährstoffreiches Wasser aus der Tiefe an die

tengebiete. Hier werden weltweit die meisten Fische,

lichtdurchflutete Meeresoberfläche. Auch in diesen soge­

Mu­s cheln und Meeresfrüchte gefangen. Der Grund für

nannten Auftriebsgebieten bewirken die Nährstoffe ein

diese hohe Produktivität sind Nährstoffe, die durch die

starkes Algenwachstum, eine erhöhte Produktivität des

Flüsse vom Land ins Meer gespült werden. Dazu zählen

gesamten Nahrungsnetzes und letztlich eine Zunahme der

vor allem Phosphat- und Stickstoffverbindungen, die Pflan­

Fischereierträge. Ein natürliches Maß an Nährstoffen ist

zen für ihr Wachstum benötigen. Auch das Phytoplankton

also positiv und lebenswichtig für die Meeresorganismen

im Meer, zu dem insbesondere mikroskopisch kleine

der Küstengebiete.

Algen gehören, nutzt diese Substanzen. Dank der großen Nährstoffzufuhr wächst das Phytoplankton in den Küsten­

Zu viel des Guten

gebieten ausgezeichnet. Es wird von Zooplankton, Klein­ 4.1 > Durch die Eutro-

krebsen oder Fischlarven sowie anderen Lebewesen

In vielen dicht besiedelten Regionen der Erde aber gelan­

Wachstum von Algen

gefressen und bildet damit die Basis für die Nahrungsnetze

gen zu viele Nährstoffe in die Küstengewässer. Einen

angeregt, die in der

im Meer.

Großteil trägt die intensive Landwirtschaft durch den Ein­

phierung wird das

Brandung zu Schaum

Die hohe Produktivität macht die Küstengebiete auch

satz von Kunstdüngern bei, die mit dem Regen in die Flüs­

für die Aquakultur zunehmend interessant. So hat sich die

se gespült werden. Zwischen 1970 und 2005 hat sich

der deutschen Nord-

Produktion von Meerestieren aus Aquakultur zwischen

allein die Menge des weltweit eingesetzten Stickstoffdün­

seeküste.

1970 und 2005 weltweit um das 15-Fache erhöht. Doch

gers fast verdreifacht. Darüber hinaus werden Stickstoff-

geschlagen werden, wie beispielsweise an

und Phosphatverbindungen auch mit ungeklärtem Abwas­ ser und durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen über die Atmosphäre ins Meer eingetragen. Durch die großen Nährstoffmengen in den Küstengewässern wer­ den die Produktion und der Abbau von organischem Mate­ rial unnatürlich verstärkt. Fachleute nennen diesen Vor­ gang Eutrophierung. Der Nährstoffeintrag ist so groß, dass sich das Phytoplankton über die Maßen entwickelt. So bil­ den sich regelrechte Algenblüten. In der Nordsee und im Wattenmeer kommt es von Zeit zu Zeit zu einer Massen­ vermehrung von Algen, die in der Brandung zu Schaum geschlagen werden. Dabei bilden sich zum Teil meterhohe Haufen, die an Eischnee erinnern. Gefährlich wird es, wenn sich toxische Algen ausbreiten. Diese vergiften

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

77

4.2 > Die Überdüngung der Meere wird häufig erst durch das massenhafte Auftreten von Grünalgen sichtbar. Im Vorfeld der olympischen Segelwettbewerbe 2008 in Qingdao mussten sie in Handarbeit von der Wasseroberfläche entfernt werden.

nicht nur die Lebewesen im Meer, wie etwa Fische und

die meisten anderen im Boden lebenden Arten. Zurück

Muscheln. Über den Umweg der Nahrungskette nehmen

bleiben einige wenige Spezies, die auch geringe Sauer­

auch Menschen die Gifte auf. Inzwischen sind zahlreiche

stoffkonzentrationen überstehen. Wenn das Bodenwasser

Fälle bekannt, bei denen Menschen nach dem Verzehr

schließlich gänzlich sauerstofffrei ist, sterben selbst diese

vergifteter Muscheln gestorben sind. Wissenschaftler

Organismen ab.

konnten nachweisen, dass auch Meeressäuger an Algen­

Die Eutrophierung lässt allerdings nicht nur das Phyto­

giften verenden, die sie mit der Nahrung aufnehmen. Der­

plankton erblühen. Sie wirkt sich auch auf größere Pflan­

artige toxische Algenblüten treten beispielsweise entlang

zen aus und verändert oftmals ganze Küstenökosysteme.

der texanischen Küste auf. Sie verfärben das Wasser und

Ein Beispiel ist die Bildung von Grünalgenmassen im Jahr

werden daher auch als „red tides“ oder „brown tides“

2008, als der olympische Segelwettbewerb an der chine­

bezeichnet.

sischen Küste bei Qingdao durch einen riesigen Grünal­

Doch selbst die Blüten ungiftiger Algen werden zum

genteppich behindert wurde. In anderen Fällen führt die

Problem, sobald die Algen sterben. Die toten Algen sinken

Eutrophierung zum Verschwinden von Seegraswiesen

ab und werden dabei von Mikroorganismen abgebaut, die

(Kapitel 5) oder zur Veränderung der Artenzusammenset­

den Sauerstoff im Meerwasser verbrauchen. Niedrige Sau­

zung in bestimmten Lebensräumen. Kurz: Die Eutrophie­

erstoffkonzentrationen im Wasser können zum Absterben

rung ist ein Beispiel dafür, wie sich Veränderungen auf

von Fischen und Schalentieren führen. Nimmt der Sauer­

dem Festland auf das Meer auswirken, denn die Ozeane

stoffgehalt ab, flüchten zunächst die Tiere, die sich aktiv

sind über die Flüsse und die Atmosphäre mit der Landmas­

bewegen können, zum Beispiel Fische und Krebse. Im

se verbunden. Um die negativen Effekte der Eutrophie­

Boden nimmt zugleich die Zahl der Tiere ab, die auf eine

rung zu reduzieren, wird versucht, die Einträge von Phos­

gute Versorgung mit Sauerstoff angewiesen sind. Sinkt die

phat- und Stickstoffverbindungen in die Küstengewässer

Sauerstoffkonzentration noch weiter, verschwinden auch

zu verringern.

78

> Ka pi t e l 04

4.3 > Wenn die Bedingungen für das Phytoplankton günstig sind, treten in den Meeren immer wieder Algenblüten auf, beispielsweise in der Ostsee. Durch die Massenvermehrung von Cyanobakterien, vormals als Blaualgen bezeichnet, verfärbt sich das Wasser in diesen Gebieten grün. Solche Phänome sind durchaus natürlich, doch gibt es solche Blüten aufgrund der Überdüngung heute ungewöhnlich häufig.

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

Flüsse ins Meer entwickelt hat, lässt sich gut am Beispiel

300

der Nordsee und des Rheins zeigen, da für beide ausführ­ liche Daten vorliegen. Erste Beobachtungen stammen aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Über Jahrzehnte wurden

200

12

8

Mikromol pro Liter

Wie sich in Europa der Eintrag von Nährstoffen über die

Phosphatkonzentration

16

Mikromol pro Liter

400

Nitratkonzentration

Eine Trendumkehr is t m ö g l i c h

79

an der deutsch-niederländischen Grenze Wasserproben aus dem Rhein entnommen und analysiert. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts verzeichneten die Forscher in der Nähe

100

4

des Grenzortes Lobith einen starken Anstieg der Phos­ phat- und Nitratkonzentrationen. Seit Mitte der 1980er Jahre gehen die Konzentrationen dank geeigneter Maß­

0

1840

1880

1920

1960

2000

0

1840

1880

1920

1960

2000

nahmen wieder kontinuierlich zurück. Ursachen für den Anstieg waren die wachsenden Einträge aus der Landwirt­

4.4 > Zur Eutrophierung der Küstengewässer tragen vor allem Nitrate (Stickstoffverbin-

schaft und der Industrie sowie die Einleitung ungeklärter

dungen) und Phosphate bei, die durch die großen Flüsse ins Meer gespült werden. Ab der

kommunaler Abwässer. Eine bedeutende Phosphatquelle waren Waschmittel, in denen Phosphate zur Entkalkung

Mitte des vergangenen Jahrhunderts nahm beispielsweise im Rhein in der Nähe des Grenz­ ortes Lobith die Konzentration der Nährstoffe enorm zu. Ursachen waren die intensive Nutzung von Kunstdüngern in der Landwirtschaft und die schlechte Klärung von Abwäs-

des Waschwassers eingesetzt wurden. Ein Verbot dieser

sern. Durch Gegenmaßnahmen wie das Verbot phosphathaltiger Waschmittel und bessere

Waschmittel führte dann bereits in den 1970er Jahren zur

Düngungstechnik konnten die Einträge seit den 1980er Jahren erheblich reduziert werden.

Abnahme der Phosphatkonzentration im Wasser des Rheins. Ab den 1980er Jahren sank dann auch die Stick­

In vielen anderen Küstenregionen der Welt hingegen nehmen die Nährstoffkonzentrationen weiter zu.

stoffkonzentration im Flusswasser. Das ist zum einen auf

haben ergeben, dass der Einsatz von Düngemitteln auf­

verbesserte Düngungsmethoden in der Landwirtschaft

grund des Bevölkerungswachstums und der Intensivie­

zurückzuführen, durch die weniger Nährstoffe aus den

rung der Landwirtschaft in vielen Regionen zunimmt. Ent­

Äckern ausgespült werden. Ein zweiter Grund ist die bes­

sprechend steigen in vielen Küstengebieten die Phosphat-

sere Klärung von industriellen und kommunalen Abwäs­

und Stickstoffmengen, die über die Flüsse ins Meer ein-

sern. 1987 schließlich einigten sich die Umweltminister

getragen werden. Vor allem in Südostasien spülen die

der Nordseeanrainerstaaten auf das Ziel, die durch die

Flüsse mehr und mehr Nährstoffe ins Meer. Fachleute

Flüsse transportierten Phosphat- und Stickstoffmengen zu

gehen davon aus, dass diese Mengen weiter ansteigen.

halbieren. Für die Phosphate wurde dieses Ziel schnell erreicht. Für die Stickstoffverbindungen benötigte man

Ein weltweites Problem

25  Jahre. Allerdings trägt der Rhein trotz schrumpfender Phosphat- und Stickstoffkonzentrationen im Flusswasser

Seit den 1960er Jahren treten die Effekte der Eutrophie­

noch immer große Nährstoffmengen in die Nordsee, denn

rung deutlich zutage. Forscher entdeckten immer häufiger

er fließt durch ein agrartechnisch hochentwickeltes und

Algenblüten, sauerstoffarme Zonen in den Küsten­r egionen

intensiv genutztes Gebiet. Die Nitratfrachten sind daher

oder Veränderungen der Küstenökosysteme. Inzwischen

noch immer höher als in vorindustrieller Zeit vor 150 Jah­

hat man in vielen Studien die Ursachen der Eutrophierung

ren. Ähnlich ist die Situation in anderen europäischen

genauer analysiert. Als sicher gilt, dass es tatsächlich

Flussgebieten und in den USA.

einen direkten Zusammenhang zwischen den Umweltver­

Für einige Teile Europas haben also politische Entschei­

änderungen und den Nährstoffeinträgen gibt. Wie die

dungen zu einer Trendumkehr und einer Abnahme der

Phosphate und Stickstoffe zusammenwirken, darüber

Nährstoffeinträge ins Meer geführt. Weltweit aber zeich­

waren sich die Forscher aber lange uneins. So nahmen

net sich eine ganz andere Tendenz ab. Modellrechnungen

manche Experten an, dass für das Algenwachstum das

80

> Ka pi t e l 04

Der Mississipp i und di e Tode sz one i m Gol f v on Me x i k o Kein anderer nordamerikanischer Fluss hat ein so großes Einzugs-

Stratifizierung einhergehenden Sauerstoffprobleme erst seit Mit-

gebiet wie der Mississippi. Entsprechend groß sind die Nährstoff-

te des letzten Jahrhunderts vermehrt auftreten. Der Grund dafür

mengen, die er in den Golf von Mexiko spült. Da das Süßwasser

dürften die angestiegenen Nährstoffkonzentrationen, insbeson-

leichter als das salzige Meerwasser ist, lagert es sich auf dem

dere der Stickstoffe, sein, die sich seit den 1950er Jahren verdrei-

Meerwasser ab. Dieses Phänomen nennt man Stratifizierung.

facht haben. Die Stratifizierung im nördlichen Golf von Mexiko

Diese Süßwasserschicht verhindert wie eine Decke, dass das

ist an sich ein natürliches Phänomen, das vor allem in nieder-

Meerwasser Gase wie zum Beispiel Sauerstoff mit der Atmosphä-

schlagsreichen Jahren ausgeprägt ist. Sturmereignisse wie Hurri-

re austauscht. Derartige Stratifizierungen kennt man auch aus

kans können das Wasser stark durchmischen und der Stratifizie-

anderen Küstengebieten, etwa der Ostsee zwischen Dänemark

rung sogar entgegenwirken. Dennoch ist die Nährstofffracht des

und Schweden oder aus den norwegischen Fjorden. Im Fall des

Mississippi zu groß. Mithilfe eines Managementplans versucht

Mississippi aber ist die Situation verschärft, weil das Flusswasser

man nun, die Nährstoffeinträge zu reduzieren, um die Todeszone

besonders viele Nährstoffe enthält. Die Nährstoffe führen zu

auf eine maximale Größe von etwa 5000 Quadratkilometern zu

üppigem Algenwachstum. Wenn die Algen sterben, sinken ihre

begrenzen. Zu den Maßnahmen gehören eine verbesserte Klärung

Überreste in die untere Wasserschicht. Dort werden sie durch

der Abwässer, eine Optimierung der Düngung und die Schaffung

Bakterien abgebaut, die Sauerstoff verbrauchen. Dadurch nimmt

von Überflutungsflächen entlang der Flüsse, die beträchtliche

die Sauerstoffkonzentration in der tief gelegenen Salzwasser-

Nährstoffmengen abfangen können.

schicht gefährlich ab. Frei bewegliche Organismen fliehen vor dem Sauerstoffmangel. Weniger mobile Lebewesen wie etwa Muscheln sterben. Daher werden die sauerstoffarmen Gebiete vor der Küste von Louisiana und Texas „dead zone“, Todeszone, genannt. Im Jahr 2002 wurden niedrige Sauerstoffkonzentrati-

4.5 > Der Mississippi schleppt Unmengen von Sedimenten (gelbbraun) und Nährstoffen in den Golf von Mexiko, die durch den Wind nach Westen die Küste entlang transportiert werden. Die Nährstoffe bewirken ein starkes Algenwachstum (grün). Durch den bakteriellen Abbau der Algen in der Tiefe wird Sauerstoff verbraucht. Dadurch

onen auf einer Fläche von mehr als 20 000 Quadratkilometern

entsteht in einem weiten Areal entlang der US-Küste eine völlig sau-

beobachtet. Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass die mit der

erstofffreie Todeszone.

Mis

U

S

A

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50 km

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E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

„Minimumgesetz“ gilt, das der Agrarwissenschaftler Carl

I s t e i n e B e s s e r u n g i n S i ch t ?

Sprengel 1828 formulierte. So benötigt eine Pflanze meh­ rere Nährstoffe, um zu gedeihen. Fehlt ein Nährstoff,

Durch gezielte Maßnahmen, wie zum Beispiel die Wasser-

kann sie nicht wachsen. Demnach ist das Wachstum der

rahmenrichtlinie aus dem Jahre 2000 oder die Meeresstra­

Pflanzen also immer nur durch den einen Stoff limitiert,

tegie-Rahmenrichtlinie, die 2008 in Kraft trat, versucht

der gerade nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung

die Europäische Union die Wasserqualität der europä­

steht. Entsprechend dachte man, dass es ausreichend

ischen Küstengewässer zu verbessern. Wichtige Parame­

wäre, nur einen Nährstoff aus dem Abwasser und den

ter zur Bewertung der Gewässergüte sind eine ausrei­

Flüssen zu entfernen, um das Algenwachstum zu stoppen,

chende Sauerstoffkonzentration, geringe Nährstoffmengen

also Phosphat oder Stickstoff. Damit hätte man erhebliche

sowie das Vorhandensein bestimmter Algenarten und

Kosten für die Wasseraufbereitung sparen können. Diese

Bodenlebewesen. Wo immer das möglich ist, sollen die

Annahme ist jedoch zu simpel, denn immer mehr Experi­

ehemals eutrophierten Gewässer in den natürlichen

mente und Beobachtungen weisen darauf hin, dass oft

Zustand oder zumindest in einen nur gering beeinflussten

mehrere Faktoren zugleich das Pflanzenwachstum limitie­

Zustand zurückversetzt werden. Zur Überwachung dieser

ren. Experten nennen dieses Phänomen Co-Limitierung.

Maßnahmen soll darüber hinaus ein verbessertes Monito­

Die Eutrophierung lässt sich demnach nur erfolgreich

ring, eine Langzeitbeobachtung, durchgeführt werden,

bekämpfen, wenn Phosphat und Stickstoff zugleich redu­

um Veränderungen und deren Ursachen identifizieren zu

ziert werden. Das ist jedoch nicht einfach, vor allem, weil

können.

sich die Stickstoffe, die in der Landwirtschaft freigesetzt

Aufgrund des Wachstums der Weltbevölkerung wird

werden, nicht einfach eindämmen lassen. Das Gleiche gilt

die Eutrophierung noch über Jahrzehnte ein Problem sein.

für Stickstoffe, die aus der Verbrennung von Erdgas, Erdöl

Eine weltweite Reduzierung der in die Küstengewässer

oder Kohle stammen und über die Atmosphäre eingetra­

eingetragenen Nährstoffmengen ist nicht in Sicht. Das

gen werden. Daher dürften Eutrophierungen der Küsten­

Dilemma: Für die Menschheit ist die Landwirtschaft und

gewässer auch künftig auftreten.

die Produktion von Getreide lebenswichtig. Mit ihr aber

Ein Beispiel für stark eutrophierte Gebiete ist die Deut­

gelangen Unmengen von Düngemitteln in die Flüsse und

sche Bucht. Vor allem während der 1980er Jahre sank dort

das Meer. Es gilt daher, mithilfe von meist kostenspieligen

die Sauerstoffkonzentration in den tieferen Wasserschich-

Reduktionsmaßnahmen eine Balance zwischen dem Nähr­

ten bedenklich. Im Wattenmeer wiederum beobachtete

stoffeintrag aus der Landwirtschaft und den negativen

man eine Zunahme der Primärproduktion, des Algen­

Auswirkungen auf die Küstenökosysteme zu finden.

wachstums. Das Seegras verschwand, eine Pflanze, die in

Besonders problematisch ist, dass sich eutrophierte

der Nordsee und im Wattenmeer einzigartige Lebensräu­

Küsten­ö kosysteme nicht gänzlich in ihren Ursprungszu­

me bildet. Es wurde von wuchernden Grünalgen ver­

stand zurückversetzen lassen. Die Eutrophierung ist nicht

drängt, die sich massenhaft vermehrten. Weltweit sind

komplett reversibel! So zeigen Studien an mehreren euro­

vor allem Gewässer mit geringem Wasseraustausch von

päischen Küstensystemen, dass eine längere Eutrophie­

der Eutrophierung betroffen, weil die Nährstoffe kaum

rungsperiode nachhaltige Änderungen im Ökosystem

fortgetragen werden. Dazu gehören die Bucht von Tokio,

bewirkt, die sich nicht einfach durch eine Verringerung

der Long-Island-Sound in den USA, die Ostsee oder auch

der Nährstoffeinträge rückgängig machen lassen. Das Bei­

einige Fjorde in Norwegen. Auch im Mittelmeer wurden

spiel Wattenmeer aber macht deutlich, dass geeignete

an verschiedenen Stellen wie der nordöstlichen Adria oder

Maßnahmen zu einer Abnahme der Nährstoffmengen und

der Bucht von Athen Eutrophierungserscheinungen und

zu einer Verbesserung der Meeresumwelt führen können.

eine Zunahme des Phytoplanktons beobachtet. Ein Spezi­

Im nördlichen Wattenmeer zum Beispiel gibt es Anzei­

alfall ist der Golf von Mexiko, wo der Mississippi so viele

chen dafür, dass sich mit der Abnahme der Nährstoffmen­

Nährstoffe einträgt, dass entlang der Küste ein ausge­

gen und der Algenblüten die Seegrasbestände erholt und

dehntes sauerstoffarmes Gebiet entstanden ist.

wieder vergrößert haben.

81

82

> Ka pi t e l 04

O r ga n i sc he Sc had stof fe i n der Me er e su mwelt

> S c h o n l a n g e i s t b e k a n n t , d a s s s i ch b e s t i m m t e G i f t e i n d e r N a tu r u n d in

Le be w e se n a nr e i c he r n. Ge sundh e i t s s ch ä d e n s i n d d i e F o l g e . Vi e l e S u b s t a n ze n w u r d e n d e s h alb ver b o te n . D o c h t a u c h e n i n d e r U m w e l t i m m e r w i e d e r n e u e g i f t i g e S t o ff e a u f , d e r e n G e f a h r m a n zunächst n i c ht e r k a nnt ha t . E i n a k t ue l l e s B e i s p i e l s i n d d i e p o l y f l u o r i e r t e n Ve r b i n d u n g e n . B i s l a n g is t d ies es P r obl e m unge l öst .

D i e Ke hr se i t e unse r e s Konsum s

Langlebig und giftig – POPs

Chemische Produkte braucht jeder – als Kunststoff für das

Entsprechend der Stockholm-Konvention, der sogenann­

Computergehäuse, als Bodenbelag in der Sporthalle oder

ten POPs-Konvention aus dem Jahre 2001, werden giftige

Gummisohle im Joggingschuh. Die Einsatzgebiete sind

und zugleich langlebige organische Schadstoffe als POPs

vielfältig und so wird heute in der Industrie eine Fülle ver­

bezeichnet. Dazu gehören Schädlingsbekämpfungsmittel

schiedener Chemikalien genutzt. Nach Angaben der Orga­

wie DDT und Lindan, Industriechemikalien – wie zum

nisation für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Ent­

Beispiel polychlorierte Biphenyle (PCB) – oder Nebenpro­

wicklung (Organisation for Economic Co-operation and

dukte, die bei der industriellen Fertigung oder bei Ver­

Development, OECD) sind weltweit etwa 100 000 unter­

brennungsprozessen entstehen, beispielsweise Dioxine.

schiedliche chemische Substanzen im Umlauf. Allein in

Da derartige Stoffe sehr stabil und somit nur schwer abbau­

Europa werden circa 10 000 Chemikalien jeweils in einer

bar sind, können sie über große Entfernungen transpor­

Größenordnung von mehr als zehn Tonnen pro Jahr produ­

tiert werden und sich in der Umwelt anreichern.

ziert und vermarktet. Davon sind schätzungsweise 1 bis

Problematisch ist, dass POPs im Fettgewebe oder in

3  Prozent problematisch. Zu diesen umweltrelevanten

Organen von Lebewesen gespeichert werden. Dort kön­

an Hundestaupe ver-

Schadstoffen zählen beispielsweise die bekannten Schwer­

nen sie toxische Wirkungen entfalten. Sie greifen bei­

endeten Seehunden

metalle Blei und Quecksilber, die aus der Verbrennung

spielsweise in den Hormonhaushalt ein, lösen Krebs aus,

mussten in den Jahren

von Heizöl, aus dem Bergbau oder aus industriellen Abga­

verändern das Erbgut oder schwächen das Immunsystem.

1988 und 2002 an

sen und Abwässern stammen. Eine andere problematische

Bei Meeressäugern sind verschiedene Auswirkungen

eingesammelt und

Stoffklasse sind die langlebigen organischen Schadstoffe,

von POPs untersucht worden. Bei Ringel- und Kegelrob­

entsorgt werden.

die sogenannten POPs (persistent organic pollutants).

ben aus der Ostsee wurden Verengungen und Tumoren in

4.6 > Tausende von

deutschen Stränden

der Gebärmutter festgestellt, die zu einer Abnahme der Geburtenrate führten. Weiterhin wurden Darmgeschwüre sowie eine Abnahme der Knochendichte und damit Verän­ derungen am Skelettsystem beobachtet. Bei Seehunden und Schweinswalen fand man Hinweise darauf, dass POPs das Immunsystem und das Hormonsystem schwächen. Diskutiert wird in diesem Zusammenhang auch, ob diese Schadstoffe und die Schwächung des Immunsystems einen Einfluss auf die Ausbreitung von Epidemien haben – beispielsweise das Seehundsterben in der Nordsee in den Jahren 1988 und 2002, das vermutlich durch eine epide­ mieartige Verbreitung des Hundestaupe-Erregers ausge­ löst wurde.

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

M eer wa sser S ediment

83

0,0 0 0 0 02 4.7 > Das Problem

0,0 0 5 – 0,16

der Anreicherung von Giften in der marinen Nahrungskette pf la nzliches Pla nk ton 8

M eeress äuger 16 0

ist lange bekannt. Wie dieser Prozess abläuft, lässt sich am Beispiel des klassischen Umweltgifts PCB (polychlorierte

t ier isches Pla nk ton 10

Biphenyle) zeigen.

W ir b ellose 5 –11 P CB - Geha lt in M illigra mm pro Liter bz w. pro Kilogra mm Fet t

S eevögel 110 Fische 1– 37

Menschen nehmen POPs vor allem über die Nahrung

Herstellung atmungsaktiver Membranen für Outdoor-

und das Trinkwasser, aber auch über die Atmung (insbe­

Jacken, verwendet und in der Papierindustrie zur Produk­

sondere durch Staubpartikel) und über die Hautoberfläche

tion von schmutz-, fett- und wasserabweisenden Papieren

(durch direkten Kontakt mit der Chemikalie) auf. Lebewe­

(beispielsweise Fast-Food-Verpackungen) genutzt. Auch

sen, die wie der Mensch oder Meeressäuger am Ende der

bei der Imprägnierung von Möbeln, Teppichen und Beklei­

Nahrungskette stehen, weisen in der Regel die höchsten

dung sowie als Antihaftbeschichtung von Kochgeschirr

Konzentrationen auf.

(beispielsweise Teflonpfannen) kommen sie zum Einsatz. Man nimmt an, dass im vergangenen Jahrzehnt insge­

Ein neu es Sorg en kin d –

samt sechs Hersteller weltweit jährlich rund 4500 Tonnen

polyfluo rierte Verb indunge n

PFCs erzeugten, eine – verglichen mit anderen Chemikali­ en – eher geringe Menge. Dennoch ist die Sub­s tanzgruppe

Neben den oben erwähnten klassischen POPs wurden

wegen ihrer umweltrelevanten Eigenschaften von Bedeu­

Ende der 1990er Jahre in der Umwelt weitere toxische

tung, denn manche der PFCs reichern sich besonders stark

und langlebige Verbindungen unnatürlichen Ursprungs

in Organismen an.

entdeckt, die man aufgrund unzureichender technischer

Derzeit kennt man mehr als 350 verschiedene polyfluo­

Analysemethoden zuvor nicht hatte nachweisen können.

rierte Verbindungen. Der bekannteste Vertreter dieser

Dazu gehören die polyfluorierten Verbindungen (poly­

Substanzgruppe ist PFOS (Perfluoroctansulfonat). Aus

fluori­­­nated compounds, PFCs). Polyfluorierte Verbindun­

Tierversuchen mit PFOS schließen Forscher, dass beim

gen werden seit mehr als 50 Jahren in vielen Bereichen

Menschen mit ernsten Gesundheitsschäden zu rechnen

des täglichen Lebens genutzt. Sie werden vor allem als

ist, wenn er wiederholt PFOS aufnimmt. Betroffen könnte

Fluorpolymere in der Textilindustrie, beispielsweise in der

unter anderem die Leber sein. Darüber hinaus ist PFOS

84

> Ka pi t e l 04

möglicherweise krebserregend. Vermutet wird auch, dass

geln und vor allem in arktischen Eisbären als Endgliedern

es bei den Nachkommen zu Entwicklungsschäden führt.

der Nahrungskette. Kanadischen und dänischen Berichten

PFOS wurde deshalb kürzlich als erste polyfluorierte Ver­

zufolge wurde in Leberproben von Eisbären aus Kanada,

bindung als POP im Sinne des Stockholmer Übereinkom­

Alaska und Grönland in den vergangenen Jahrzehnten ein

mens eingestuft und damit in die Liste der besonders

starker Anstieg der PFOS-Konzentration ermittelt.

gefährlichen Chemikalien aufgenommen, die weltweit

Im Vergleich zu anderen umweltrelevanten POPs, wie

verboten werden sollen.

etwa den polychlorierten Biphenylen, weisen PFCs beacht­ lich hohe Werte auf. So lag die mittlere PFC-Konzentration laut schwedischen Untersuchungen an menschlichem

Vor k om m e n pol y f l uor i e r t e r Ve r b i n d u n g e n

Blut aus den Jahren 1994 bis 2000 20- bis 50-fach höher Polyfluorierte Verbindungen werden zwar schon seit etwa

als die der polychlorierten Biphenyle und circa 300- bis

einem halben Jahrhundert industriell hergestellt. In der

450-fach höher als die von Hexachlorbenzol, zwei klas­

Umwelt lassen sie sich aber erst seit wenigen Jahren dank

sischen organischen Schadstoffen, deren Gefährlichkeit

neuer chemisch-analytischer Methoden nachweisen. In

seit Jahrzehnten bekannt ist.

4.8 > In den ver-

der Natur kommen derartige polyfluorierte Verbindungen

gangenen Jahren

nach derzeitigem Kenntnisstand normalerweise nicht vor.

haben die PFOS-

Inzwischen aber lassen sie sich in Wasser, Boden, Luft

Konzentrationen in

Tr a n s p o r t w e g e d e r p o l y f l u o r i e r t e n Ve r bin d u n g en

den Lebern ostgrön-

und Lebewesen auf der ganzen Welt nachweisen – auch

Funde von PFCs und insbesondere PFOS in marinen Säu­

ländischer Eisbären

im Menschen. Zahlreiche Lebensmittel, menschliches

getieren, wie Robben oder Eisbären der Arktis, sowie im

deutlich zugenom-

Blut und Muttermilch sind bereits erheblich mit PFCs

Blut der arktischen Bewohner, der Inuit, werfen die Frage

men. Die Messwerte

belastet. Vor allem die Verbreitung von PFOS ist gut unter­

auf, wie diese Stoffe ins Meer und sogar bis in die Arktis

frorenen Leberproben

sucht. Die Substanz findet man in vergleichsweise hohen

gelangen können. Zum einen gibt es zahlreiche diffuse

gewonnen.

Konzentrationen weltweit in Fischen, Robben oder Seevö­

Quellen – so lösen sich PFCs beim Gebrauch von den

30 0 0

25 0 0

20 0 0

es liegen keine Daten vor

es liegen keine Daten vor

20 07

20 0 8

20 0 6

es liegen keine Daten vor 20 0 5

20 0 4

es liegen keine Daten vor 20 02

20 03

20 01

20 0 0

es liegen keine Daten vor 19 98

19 9 9

es liegen keine Daten vor 19 97

19 96

19 9 5

19 9 4

19 92

19 93

19 91

19 9 0

198 9

198 8

1987

198 6

198 5

es liegen keine Daten vor 1983

es liegen keine Daten vor

198 4

es liegen keine Daten vor

0

1981

500

1982

10 0 0

es liegen keine Daten vor

15 0 0

198 0

Mikrogramm pro Kilogramm Feuchtgewicht

wurden aus tiefge-

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

85

4.9 > PFCs können Umwa ndlung zu PF OS

ATM O S P H Ä R E

entweder in Gewässern oder in der Luft über große Entfer-

PFOS -Vor läufer

nungen transportiert

PFOS

werden. So gelangen sie beispielsweise

kt

e

über Abwasser in die

lle

Flüsse und schließlich

dir

e

e

Que

n

if

n

d

auf direktem Weg

e Quel l fus

ins Meer. Sie können aber auch indirekt über die Atmosphäre transportiert werden. Biota

So entweichen beispielsweise flüchtige

PF C

PFOS-Vorläufer in PF C

die Luft, werden hier zu PFOS umgewan-

PFC

delt und kommen in Niederschlägen oder im Staub an anderer

gemäßigte Breiten

Polarregionen

Stelle wieder zurück auf die Erdoberfläche.

oben erwähnten Alltagsgegenständen ab, von Teppichbö­

abgelagert. So können PFCs große Distanzen überwinden

den, Outdoor-Bekleidung, Pfannen oder Fast-Food-Papier.

und weit entfernt vom Ort ihrer Herstellung oder Verwen­

Darüber hinaus aber werden größere Mengen PFCs in

dung in der Umwelt nachgewiesen werden.

Deutschland über kommunale und industrielle Kläranla­ gen, die diese Verbindungen nicht gezielt zurückhalten

S ch u t z v o r n e u e n S ch a d s t o ff e n

können, in die Flüsse eingetragen. Von hier aus gelangen die polyfluorierten Verbindungen in die Nordsee. Anschlie­

Noch vor wenigen Dekaden kannte man PFCs gar nicht.

ßend können sie mit den Hauptströmungen der Nordsee

Heute sind sie über den ganzen Globus verbreitet. Sie fin­

und des Atlantischen Ozeans bis in die Arktis transpor­

den sich im Wasser, in der Luft, in den Lebewesen und

tiert werden, wo sie von Kleinstlebewesen im Wasser auf­

auch in uns Menschen. Es ist abzusehen, dass sie Genera­

genommen und über die Nahrungskette in höheren Orga­

tionen überdauern werden. Diese Stoffgruppe zeigt bei­

nismen und schließlich in den Organen von Eisbären oder

spielhaft, dass man offensichtlich nie sämtliche Auswir­

Menschen angereichert werden.

kungen neuer chemischer Produkte auf die Umwelt sowie

PFCs werden aber auch durch Luftmassenbewegungen

deren Spätfolgen vorhersehen kann. So wird es auch in

in der Atmosphäre über weite Strecken transportiert. Zwar

der Zukunft in der marinen Umwelt immer wieder Stoffe

sind Verbindungen wie PFOS nicht flüchtig. Doch es ent­

geben, die man anfänglich für unschädlich hält, deren

weichen flüchtige Vorläuferverbindungen aus den tech­

unerwünschte Einflüsse aber erst nach einiger Zeit erkenn­

nischen Herstellungsprozessen in die Luft. In der Atmo­

bar werden. Immerhin gibt es mittlerweile zahlreiche

sphäre können diese chemischen Vorläufer dann durch

Bemühungen, die weitere globale Verteilung von Schad­

physikalische und chemische Prozesse zu stabilen End­

stoffen einzugrenzen. So versucht man die Gefährlichkeit

produkten wie PFOS umgesetzt werden. Diese werden

von Chemikalien heute durch Risikobewertungen zu

mit den Niederschlägen aus der Luft gewaschen und in

ermitteln, bevor man diese in den Verkehr bringt. Zudem

gelöster Form oder an Staubpartikel gebunden ins Meer­

gibt es Selbstverzichtserklärungen der Produzenten oder

wasser eingetragen oder auf dem Festland oder dem Eis

gesetzliche Regelungen. Ein Anfang ist also gemacht.

86

> Ka pi t e l 04

A l l gegenwä r t i g – der Mü l l i m Me er

> Al l j ä h r l i ch g e l a n g e n g r o ß e Me n g e n Mü l l i n s Me e r. We i l v o r a l l e m P las t ik­

re s t e b e s o n d e r s h a l t b a r s i n d , n i m m t d i e M a s s e s t ä n d i g z u – m i t o f t t ö d l i c h e n F o l g e n f ü r e i n e Vielzahl von M e e r e st i e r e n. E i ne Ge f a hr g e h t m ö g l i ch e r w e i s e a u ch v o n d e n m i k r o s k o p i s ch k l e i n e n Ab b au p r o ­ d uk t e n a us, di e m a n e r st i n j ü n g s t e r Z e i t n ä h e r u n t e r s u ch t . A n e i n e r w i r k u n g s v o l l e n S t r at eg ie zu r Eindämmung der Müllflut aber fehlt es bislang, obwohl das Problem nicht neu ist.

D i e He r k unf t de s Abf a l l s

den je Quadratmeter 4 Müllteile gemessen – ein Vielfaches des Durchschnittswerts.

Wer nach einem Sturm einen Strandspaziergang macht,

Doch nicht allein die Küsten sind betroffen, denn,

bekommt eine Ahnung davon, wie viel Müll in den Ozea-

getrieben durch Wind und Meeresströmungen, wandert

nen treibt: Plastikflaschen, Fischkisten und Glühbirnen,

der ausgesprochen langlebige Müll sehr weit. So findet

Badelatschen, Fetzen von Fischernetzen und Bretter lie-

man Müll heute selbst an entlegenen Stränden und auf

gen verstreut im Sand. Der Anblick ist weltweit der glei-

unbewohnten Inseln.

che, denn die Meere sind voll mit Abfällen. Die Mengen

1997 entdeckten Forscher, dass sich der treibende Müll

sind beträchtlich. So schätzte die National Academy of

mitten im Ozean sammelt – beispielsweise im Nordpazi-

Scien­c es in den USA den jährlichen Eintrag in die Ozeane

fik. Permanent rotieren dort gigantische Wassermengen in

bereits 1997 auf rund 6,4 Millionen Tonnen. Die tatsäch-

mehreren Hundert Kilometern breiten Wirbeln, die durch

liche Menge des durch die Meere vagabundierenden

gleichmäßige Winde angetrieben werden. Hier endet die

Mülls ist aber schwer abzuschätzen, weil er ständig in

Weltreise des Plastikmülls. Der Abfall kreist ununterbro-

Bewegung und daher kaum fassbar ist.

chen. Ständig kommt neuer Müll hinzu. Great Pacific Gar-

Erschwerend kommt hinzu, dass der Abfall auf vielen

bage Patch (Großer pazifischer Müllflecken) nennen

Wegen ins Meer gelangt. Der größte Teil stammt vom

Umweltforscher den Wirbel inzwischen. Bedenkt man,

Die Top Ten der

Land. Der Müll wird mit Abwässern über die Flüsse ins

dass sich der Müll auf offener See, mehrere Tausend Kilo-

weltweit häufigsten

Meer gespült oder von Müllkippen an der Küste ins Was-

meter vom Festland entfernt befindet, ist die Müllmenge

Müllteile im Meer:

ser geweht. Vielerorts lassen Badegäste ihre Abfälle acht-

erschreckend groß: Auf einem Quadratkilometer konnten

los am Strand liegen.

Wissenschaftler fast eine Million Plastikteile nachweisen.

1 Zigaretten/ Zigarettenfilter

Auch die Schifffahrt trägt zur Vermül­l ung der Meere

Allerdings handelte es sich dabei meist um kleine Plastik-

3 Lebensmittel-­

bei. Dazu zählen Abfälle von Handels- und Sportschiffen,

bruchstücke, die mit feinmaschigen Netzen aus dem Was-

verpackungen

die über Bord geworfen werden oder versehentlich ins

ser gefischt worden waren. Im Ärmelkanal und bei vielen

Wasser fallen, und vor allem auch verloren gegangene

anderen Studien hatten Forscher die Müllteile hingegen

5 Getränkeflaschen

Fischernetze. Da der Müll zu einem großen Teil aus Plastik

im Vorbeifahren vom Schiff aus gezählt.

(Plastik)

besteht, das im Wasser nur sehr langsam abgebaut wird

Schon die treibenden Meeresmüllmengen sind beträcht-

6 Tassen, Teller,

und häufig Jahrzehnte oder gar Jahrhunderte überdauert,

lich. Rund 70 Prozent der Abfälle aber, so schätzt man,

wächst das Müllvolumen stetig.

sinken früher oder später zu Boden. Zu den besonders

2 Tüten (Plastik)

4 Deckel/ Verschlüsse

Gabeln, Messer, Löffel (Plastik)

Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben,

betroffenen Gebieten zählen die Küstengewässer dicht

dass die Müllmenge in verschiedenen Meeresgebieten

besiedelter oder touristisch stark genutzter Regionen wie

unterschiedlich groß ist. In vielen Bereichen zählten die

etwa Europa, die USA, die Karibik oder Indonesien. In

(Plastik)

Forscher zwischen 0 und 10 Plastikteilen pro Quadratkilo-

europäischen Gewässern wurden auf dem Meeresboden

1 0 Papiertüten

meter. Im Ärmelkanal waren es zwischen 10 und 100 Tei-

pro Quadratkilometer bis zu 100 000 mit dem bloßen Auge

len. In den Küstengewässern Indonesiens schließlich wur-

sichtbare Müllteile gezählt. In Indonesien waren es sogar

7 Glasflaschen 8 Getränkedosen 9 Strohhalme, Rührstäbchen

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

87

Pa pier ha ndtücher : 2– 4 Wochen

4.10 > Die Müll­

Zeitungen : 6 Wochen

menge nimmt in den Ozeanen bestän­

D ie A bbaugeschwindigkeit

Baumwollt auwer k : 1– 5 M onate

dig zu. Viele der

eines einzelnen Produk t s

A pfelgehäuse, Pa ppka r tons : 2 M onate

Abfälle bauen sich

hä ng t let z t lich von seiner

M ilchka r tons : 3 M onate Leicht a bbauba re lichtempf indliche Sixpack- R inge : 6 M onate

Zus a mmenset zung und den

nur langsam ab. Be­

Umwelt b edingungen a b.

sonders haltbar sind Kunststoffflaschen oder Fischleinen aus

Sp er r holz : 1– 3 Ja hre

Nylon. Zwar zerbre­

Wollsocken : 1– 5 Ja hre

chen viele Plastikteile in kleinere Stückchen.

Pla s t ik tüten : 1–20 Ja hre

Bis diese ganz ver­

Weißblechdosen, aufgeschäumte Pla s t ikb echer : 5 0 Ja hre

schwunden sind, ver­

Durchschnit t liche Leb enser wa r tung des M enschen in wes t lichen Indus t r ienat ionen : c a . 8 0 Ja hre

gehen aber Jahrzehnte oder gar Jahrhunderte

A luminiumdosen : 20 0 Ja hre

(Schätzwerte).

Sixpack- R inge : 4 0 0 Ja hre Einweg windeln, Pla s t ik f la schen : 45 0 Ja hre A ngelschnüre : 6 0 0 Ja hre 0

10 0

20 0

30 0

400

500

600

70 0

800

900

10 0 0 Ja hre

bis zu 690 000 Teile pro Quadratkilometer. In vielen Fäl-

cher, Lösemittel oder andere chemische Substanzen ent-

len ist der Müll harmlos. Immer wieder aber sterben Tiere

halten, wird befürchtet, dass Mikroplastik zur Vergiftung

daran, die am Meeresgrund nach Nahrung jagen – Robben

von Meereslebewesen und über die Nahrungskette mögli-

oder Otter zum Beispiel, die sich von Fischen, Krebsen

cherweise auch des Menschen führen könnte.

oder Seeigeln ernähren. D i e s t i l l e n F ä n g e r – G e i s t e r n e t ze Winzig klein und do c h g e f ü r c h t e t – M i k r o p l a s t i k

Eine besondere Bedrohung für Meereslebewesen sind Seit einigen Jahren konzentrieren sich Wissenschaftler

sogenannte Geisternetze. Dabei handelt es sich um Netze,

zunehmend auf das, was vom Plastikmüll übrig bleibt,

die beim Fischen abgerissen und verloren gegangen sind,

wenn er Wellen, Salzwasser und Sonnenstrahlung lange

oder um beschädigte Altnetze, die absichtlich über Bord

ausgesetzt war. Die Kunststoffe zerfallen in winzig kleine

geworfen wurden. Solche Netze können noch für Jahre im

Plastikteilchen, das sogenannte Mikroplastik. Mikroplas­

Meer treiben. Sie sind eine Gefahr für Fische, Schildkrö-

tik lässt sich heute weltweit vielerorts im Wasser, in Sän-

ten, Delfine und andere Organismen, die darin hängen

den und im Sediment am Meeresboden nachweisen. Die

bleiben und verenden. In dem schwebenden Wirrwarr

winzigen Partikel sind mit 20 bis 50 Mikrometer kleiner

verfangen sich weitere Netze, Fangleinen oder andere

als der Durchmesser eines Haares. Meeresorganismen

Müllteile, sodass die Geisternetze mit der Zeit zu Flößen

wie etwa Muscheln filtern diese Partikel aus dem Wasser.

von vielen Hundert Metern Durchmesser anwachsen kön-

In Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass sich

nen. Manche Netze sinken auf den Meeresboden ab und

das Mikroplastik nicht nur im Magen der Schalentiere

können dort beträchtlichen Schaden anrichten. Getrieben

sammelt, sondern im Gewebe und sogar in der Körperflüs-

von der Strömung, können sie Korallen abreißen und

sigkeit anreichert. Noch ist unklar, welche Konsequenzen

andere Lebensräume, wie zum Beispiel Wälder aus Mee-

das hat. Da viele Kunststoffe giftige Zusätze wie Weichma-

resschwämmen, schädigen.

88

> Ka pi t e l 04

Di e F ol ge n de r Ve r m ül l ung f ür d e n Me n s ch e n

nen Fisches kann durch mit Müll verstopfte Netze abnehmen;

Lange hielt man den Müll in den Meeren für ein rein

• Schäden für die Landwirtschaft entlang der Küsten: ver-

ästhetisches Problem. Allein die Seebäder bekämpften den

schmutzte Felder, Raine und Zäune durch zahlreiche

Müll, indem sie regelmäßig die Abfälle vom Strand räum-

herangewehte Plastik- und Müllteile aus dem Meer;

ten. Doch in dem Maße, wie die Müllmassen wuchsen,

Vergiftung von Vieh durch Fressen von Plastikteilen,

nahmen die Probleme zu. Wie die Menge des Mülls selbst

Tüten.

lassen sich auch seine Folgekosten nur schwer quantifizieren. In einer Studie aber konnten britische Forscher zei-

D i e F o l g e n d e r Ve r m ü l l u n g f ü r d i e Ti e r e

gen, dass die Konsequenzen der Vermüllung für den Menschen und insbesondere die Küstengemeinden durchaus

Müll auf Meerestiere aus. Seevögel, wie etwa Albatrosse

• Gesundheitsrisiken für den Menschen: Verletzungsge-

oder Eissturmvögel, picken Plastikteile von der Wasser­

fahr durch Glasscherben, angespülte Spritzen oder Che-

oberfläche, verschlucken diese und verfüttern sie oftmals

mikalien;

sogar an ihre Jungen. Nicht selten verhungern die Tiere,

• steigende Kosten für die Säuberung von Stränden, Häfen

weil sich ihr Magen statt mit Nahrung mit Müll füllt.

oder Meeresabschnitten und Folgekosten durch Bereit-

Untersuchungen des Mageninhalts von Seevögeln haben

stellen von Installationen für die Entsorgung;

gezeigt, dass 111 von 312 Seevogelarten Plastikteile zu

• abschreckende Wirkung auf Touristen, insbesondere wenn Küstenabschnitte als verschmutzt gebrandmarkt sind – die Folge sind Einbußen im Fremdenverkehrsgeschäft;

4.11 > Eine Suppen­ schildkröte hat sich im Komoren-Archipel im Indischen Ozean in einer Plastiktüte verfangen. Zum Ver­ hängnis wird diesen Tieren der Abfall, wenn sie sich darin so verheddern, dass sie nicht mehr zum Atmen auftauchen können.

Geradezu katastrophal wirkt sich die große Menge an

ernst sind. Zu den wichtigsten Folgen zählen:

sich nehmen. Zum Teil hatten 80 Prozent aller Vögel einer Art Abfälle geschluckt. In einer anderen Studie wurden 47 Nordseeschweinswale untersucht. Zwei Individuen hatten Nylonfäden und

• Schäden an Schiffen: zerbeulte Rümpfe, abgerissene

Plastikteile verschluckt. In anderen Fällen kann der Abfall

Anker, Schiffsschrauben, die sich in Netzresten oder

sogar zur tödlichen Falle werden. So verheddern sich Del-

Leinen verfangen;

fine, Schildkröten, Seehunde oder Seekühe in Netzresten

• Schäden für die Fischerei: zerrissene Netze, verschmutz-

oder Schnüren. Manche Tiere ertrinken. Andere tragen

te Reusen, verschmutzte Fänge; die Menge des gefange-

Verkrüpplungen davon, weil Plastiknetze und -fäden oder

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

S i b i r i e n

s

k

a

Nördlicher Polar kreis

A

l

a

89

A l e u t e n

N O R D -

A S I E N N ordpa zi f is c h e r St ro m

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4.12 > Im Great Pacific Garbage Patch

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zwischen Hawaii und Nordamerika kreisen Unmengen von Müll. Viele Plastikteile

Ins

Nördlicher Wendekreis

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trieben Tausende von Kilometern über das

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fangen wurden.

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Gummiringe das Wachstum der Gliedmaßen oder des Kör-

menarbeit mit Nichtregierungsorganisationen und staatli-

pers behindern.

chen Behörden zu verbessern. Dazu gehören Praktiken

Und noch eine Gefahr geht vom Plastikmüll aus: Da die

und Regelungen, die in Westeuropa zum Teil bereits

unverwüstlichen Abfälle Tausende von Seemeilen über

selbstverständlich sind: Systeme für die Mülltrennung

das Meer treiben und viele Jahre alt werden können, stel-

und das Recycling sowie Flaschenpfand. So zeigen diverse

len sie für viele Meerestiere ideale Flöße dar. Fremde

Müll­e rfassungen deutlich, dass der Abfall in der Nordsee

Arten können auf ihnen ganze Ozeane überqueren und

weniger vom Land als vielmehr vom Schiffsverkehr

Distanzen überbrücken, die sonst unüberwindlich wären.

stammt. In vielen Staaten ist die Situation anders. Hier

Der Plastikmüll kann damit zur Verschleppung von Arten

wird Müll oftmals unachtsam in die Umwelt entsorgt und

in neue Lebensräume beitragen. In einzelnen Fällen kann

früher oder später ins Meer gespült. Der Schiffsverkehr

dadurch das Gleichgewicht eines Habitats aus den Fugen

spielt dort eine eher kleine Rolle. Daher weist das UNEP

geraten (Kapitel 5).

nachdrücklich auf die Bedeutung effizienter Müllmanage­ ment­­­­sys­t eme hin.

Einsicht ist d er erste We g z ur Be sse r ung

Darüber hinaus unterstützt das UNEP medienwirksame Müllsammelaktionen, wie etwa das jährliche Internatio­­­-

Nur langsam setzt sich die Einsicht durch, dass der Mee-

nal Coastal Cleanup (ICC), die Internationale Küstensäube-

resmüll ein ernst zu nehmendes Problem ist. Das Umwelt-

rung. Weltweit sammeln Ehrenamtliche und vor allem

programm der Vereinten Nationen (United Nations En­v i­

Kinder und Jugendliche den Müll an Stränden und Ufern

ron­m ent Programme, UNEP) bemüht sich daher, durch

auf. Das Ziel ist, vor allem bei jungen Menschen ein

intensive Öffentlichkeitsarbeit auf die gefährliche Situati-

Bewusstsein für das globale Meeresmüllproblem zu schaf-

on aufmerksam zu machen. Das Programm ist vor allen

fen. Allein im Jahr 2009 beteiligten sich am ICC immerhin

Dingen bemüht, die Lage auf regionaler Ebene in Zusam-

rund 500 000 Menschen aus knapp 100 Nationen. Bevor

90

> Ka pi t e l 04

4.13 > Vom Müll im Meer sind auch die Laysanalbatrosse im Pazifik betroffen, die beim Fischen versehentlich Plastik­ teile verschlucken. Fein säuberlich hat der Fotograf angespülte Abfälle arran­ giert. Derartige Gegenstände findet man typischerweise im Magen der Albatrosse. Viele Vögel verenden daran.

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

man den gesammelten Abfall an Land entsorgt, wird jedes

rungen nicht schlagkräftig genug sind. Anhang V des

Einzelteil protokolliert. Zwar werden die Daten von Laien

MARPOL-Übereinkommens

erfasst und sind damit durchaus fehlerbehaftet. Dennoch

Gegen die Müllmengen, die von Land ins Meer gelangen,

liefert der International Coastal Cleanup alljährlich einen

können die Vereinbarungen ohnehin nichts ausrichten.

recht detaillierten Eindruck des Müllstatus weltweit.

Besserung erhofft man sich von der Meeresstrategie-Rah-

wird

daher

überarbeitet.

Überhaupt ist die Erfassung von Abfällen im Meer, das

menrichtlinie, mit der die EU den Meeresumweltschutz

regelmäßige Monitoring, ein wichtiges Werkzeug, um

bis zum Jahr 2020 verbessern will. Neben Aspekten wie

abschätzen zu können, wie sich die Situation entwickelt.

der Meeresverschmutzung durch Schadstoffe oder der

In verschiedenen Regionen der Welt werden die Müll-

Lärmbelastung von Meeressäugern behandelt die Richtli-

funde an der Küste bereits seit vielen Jahren von geschul-

nie auch das Thema Müll. Bis zum Jahr 2012 wird die

ten Personen protokolliert. Für den Bereich des Nordost­

momentane Situation analysiert, bis 2015 soll ein Maß-

atlantiks etwa gibt es bereits seit zehn Jahren einheitliche

nahmenkatalog verabschiedet werden. 2020 sollen dann

Erfas­­sungsstandards, die die Mitgliedsländer der Oslo-

alle Maßnahmen umgesetzt sein.

Paris-Konvention (OSPAR) zum Schutz der Meeresumwelt vereinbart haben. Demnach wird drei- bis viermal jährlich

D e r k ü n f t i g e K a m p f g e g e n d e n Mü l l

an rund 50 verschiedenen Orten am Nordostatlantik ein je 100 Meter breiter Küstenstreifen abgesucht. Die Erkennt-

Experten sind sich darin einig, dass man die Vermüllung

nis, dass der Müll in der Nordsee vor allem aus der Schiff-

der Meere nur stoppen kann, wenn man den Eintrag von

fahrt stammt, ist diesem Monitoring zu verdanken.

Land eindämmt. Im Sinne des UNEP werden viele Staaten dafür wirksame Müllvermeidungs- und Müllmanagement-

Verein barun gen mit ge r i nge r S c hl a gk r a f t

pläne entwickeln müssen. Angesichts der gigantischen Müllmengen erscheint das heute fast aussichtslos. Viel-

Seit einigen Jahren versucht man die Müllflut mit interna-

versprechend ist daher der Ansatz der Umweltbildung

tionalen Vereinbarungen einzudämmen. Dazu zählt unter

und -erziehung. Die Popularität des International Coastal

anderem das Internationale Übereinkommen zur Verhü-

Cleanup lässt hoffen, dass sich weltweit die Einsicht

tung der Meeresverschmutzung (MARPOL 73/78). In An­­

durchsetzt, Müll vermeiden zu müssen.

hang V schreibt es der Schifffahrt seit 1988 vor, welche

Was das Problem der Geisternetze betrifft, mahnt das

Abfälle an Bord gesammelt werden müssen. Laut MAR-

UNEP stärkere Kontrollen an. Fischer sollen demnach

POL dürfen beispielsweise Speisereste nur außerhalb der

überprüft werden und über den Verbleib ihrer Netze Buch

12-Seemeilen-Zone entsorgt werden. Plastikmüll darf nicht

führen müssen. Darüber hinaus arbeitet man an der Ent-

über Bord geworfen werden. Die EU-Richtlinie über Ha­­

wicklung von akustisch reflektierenden Netzen, die bei-

fenauffangeinrichtungen für Schiffsabfälle und Ladungs-

spielsweise von Delfinen besser wahrgenommen werden

rückstände wiederum schreibt Schiffen vor, Abfälle im

können. Erfreulich ist auch das Konzept Fishing for Litter,

Hafen zu entsorgen. Häfen sind verpflichtet, dafür adäqua-

das sich derzeit in Schottland und Skandinavien etabliert.

te Müllsammelstellen einzurichten. Die Schiffseigner müs­

Fischer und Hafenbehörden haben sich zusammengetan,

sen sich über eine Gebühr an den Kosten beteiligen.

um Müll, der beim Fischfang in den Netzen hängen bleibt,

Entsorgt ein Schiffsführer die Abfälle nicht, können die

an Land zu entsorgen. Statt den Müll ins Meer zurückzu-

Hafenbehörden den nächsten Zielhafen des Schiffs infor-

werfen, wird er an Bord gesammelt und schließlich im

mieren, wo dann eine Überprüfung des Schiffs angeordnet

Hafen abgeliefert. Inzwischen arbeitet man an Anlagen,

werden kann. Kritiker bemängeln, dass die Überprüfung

mit denen Netzreste recycelt werden sollen. Damit wird

der Schiffe und die Kommunikation zwischen den Häfen

deutlich, dass sich das globale Müllproblem vermutlich

nicht ausreichend ist. Die Tatsache, dass die Müllmengen

nur durch viele Einzelmaßnahmen lösen lässt. Ohne ein

an der Nordseeküste bislang nicht abgenommen haben,

weltweites Engagement der Menschen wird das freilich

spricht ebenfalls dafür, dass die internationalen Vereinba-

nicht möglich sein.

91

92

> Ka pi t e l 04

D ie Ver sc h mut z u n g der Me er e sleb en sräu me du r c h Öl

> Di e Ve r s ch m u t zu n g d e r O ze a n e d u r ch Ö l i s t e i n e d e r a u ff ä l l i g s t en Formen

von Um w e l t sc hä de n i m M e e r. Ö l g e l a n g t n i ch t a l l e i n d u r ch s p e k t a k u l ä r e U n f ä l l e v o n Ta n ker n o d er auf Bohr pl a t t f or m e n i ns Wa sse r, s o n d e r n v o r a l l e m a u ch a u s d i ff u s e n Q u e l l e n – a u s L e ck a g en b ei d er Ö l f ör de r ung, dur c h i l l e ga l e S c h i ff s t a n k r e i n i g u n g e n a u f S e e o d e r ü b e r d i e F l ü s s e . M i t M a ß n ahmen wie d e r Ausw e i sung v on M e e r e ssc h u t zg e b i e t e n , v e r s t ä r k t e n K o n t r o l l e n o d e r d e m E i n s a t z v o n Do p p elh ü llent a nk e r n v e r suc ht m a n he ut e , d i e Ö l v e r s c h m u t z u n g e i n z u d ä m m e n .

Wi e da s Öl i ns M e e r ge l a ngt

Dieses Rohöl besteht aus etwa 10 000 unterschiedlichen Einzelsubstanzen. Davon machen Kohlenwasserstoffe mit

Von der Verschmutzung der Meere durch Öl nimmt die

mehr als 95 Prozent den Hauptbestandteil aus, wobei die

Öffentlichkeit meist dann Notiz, wenn ein Öltanker in

genaue Zusammensetzung von Entstehungsort zu Entste-

schwerer See zerbricht oder eine Plattform havariert, wie

hungsort stark schwanken kann. Daneben enthält Rohöl

im Frühjahr 2010 die „Deepwater Horizon“ im Golf von

Schwermetalle und Stickstoffverbindungen.

Mexiko. In solchen Fällen treiben oftmals Ölteppiche auf

Wie stark Mineralöle und ihre Inhaltsstoffe die ver-

die Küsten zu und Meeresvögel oder Seehunde verenden.

schiedenen Meereslebensräume mit ihren Pflanzen und

Spektakuläre Tankerunfälle aber tragen nur etwa zu

Tieren in Mitleidenschaft ziehen, ist von Fall zu Fall sehr

10 Prozent zur globalen Ölverschmutzung der Meere bei.

verschieden. Große Ölunfälle stellen die massivste Stö-

Das meiste Öl gelangt auf vielen, eher verborgenen Wegen

rung dar, wobei die Auswirkungen meist regional begrenzt

ins Wasser. Entsprechend ungenau sind die Schätzungen

sind. Seit der Havarie des Tankers „Torrey Canyon“ im Jahr

verschiedenen Wegen

der weltweiten Einträge. Rund 5 Prozent stammen aus

1967, der mit rund 115 000 Tonnen Öl auf ein Riff vor der

ins Meer. Gut ein

natürlichen Quellen, circa 35 Prozent aus dem laufenden

südenglischen Küste auflief und damit die erste große

Drittel stammt allein

Betrieb der Tank- und übrigen Schifffahrt inklusive ille-

Ölpest verursachte, hat es viele Feldstudien gegeben, die

galer Einleitungen und Tankreinigungen. Darüber hinaus

mittlerweile eine recht klare Abschätzung der Folgen

werden zu den Öleinträgen auch die flüchtigen Ölbestand-

unterschiedlicher Öle auf Organismen und Lebensräume

teile gezählt, die aus Verbrennungsprozessen verschie-

zulassen. Doch kein Ölunfall gleicht dem anderen bis ins

dener Art über die Atmosphäre ins Wasser

Detail, denn welche Folgen ein solcher hat, hängt von ver-

4.14 > Öl gelangt auf

aus dem regulären Schifffahrtsbetrieb – ohne dass sich Unfälle ereignen.

S chif f fa hr t 35%

5% Natür liche Quellen 10%

Tankerunfälle Nicht näher definier t

5%

A bwä sser, At mosphä re, B ohr inseln 45%

gelangen. Dieser atmosphärische Anteil

schiedenen Bedingungen ab.

bringt es zusammen mit den Einträgen

Entscheidend ist beispielsweise, wie schnell das Öl

aus kommunalen und industriellen

abgebaut wird oder von der Meeresoberfläche in die Tiefe

Abwässern sowie aus Bohrinseln

absinkt, wo es vergleichsweise wenig Schaden anrichten

auf immerhin 45 Prozent. Weitere

kann. Dieser Abbau wird durch physikalische, chemische

5 Prozent stammen aus nicht näher

und biologische Prozesse beeinflusst. Je nach Umgebungs-

definierten Quellen.

bedingungen, zum Beispiel Temperatur, Nährstoffgehalt

Abgesehen davon, dass heute zu­­

im Wasser, Wellenschlag, dauert der bakterielle Abbau der

nehmend pflanzliche Öle wie etwa

Erdölkohlenwasserstoffe unterschiedlich lang. In den

Palmöl produziert werden und damit

ersten Stunden, mitunter aber auch Wochen wird das Öl

auch in die Umwelt gelangen, handelt es

vor allem durch folgende chemische und physikalische

sich bei Ölverschmutzungen zum allergrößten

Vorgänge verändert:

Teil um Öle aus fossilen Quellen. Diese sind in Jahrmillio-

• Verdunstung von flüchtigen Ölbestandteilen;

nen aus Ablagerungen mikroskopisch kleiner Meeresor­

• Ausbreitung des ausgelaufenen Öls in Form von großen

ganismen, vor allem Kieselalgen, entstanden (Kapitel 7).

Ölteppichen, die auf der Wasseroberfläche treiben;

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

93

4.15 > Das Öl wird im Meer auf ganz

Photolyse

Verduns tung

Ausbreitung

Verdr if tung

unterschiedliche Weise verändert und

Teer klumpen

Ö lteppich

abgebaut. Meist bildet es direkt nach einem Unfall breite Teppiche, die auf dem Wasser schwimmen. Während ein Teil

Adsor pt ion

Lösung

D isper sion

des Öls verdunstet oder absinkt, werden andere Ölbestandteile von Bakterien verarbeitet oder durch

M ikrobieller A bbau

die Sonnenstrahlung zerstört. Schließlich verklumpt das Öl, was den bakteriellen Abbau erschwert.

A bgesunkenes Ö l

• Bildung von Dispersionen (kleine Öltröpfchen in der

• gute Sauerstoffversorgung der Bakterien;

Wassersäule) und Emulsionen (größere Öltropfen im

• gute Nährstoffversorgung der Bakterien;

Wasser oder Wasser in Öl);

• geringe Menge an Fressfeinden, die die Zahl der Bakte-

• Photooxidation (molekulare Veränderung von Ölbestand­ teilen durch Lichteinstrahlung) und Lösung.

rien reduzieren würden. Einige der oben genannten Prozesse beeinflussen das

Prozesse wie die Sedimentation und der Abbau durch Bak-

Ausmaß der Ölschäden ganz erheblich. So führt zum Bei-

terien hingegen können sich über Monate oder sogar Jahre

spiel die Bildung von Wasser-in-Öl-Emulsionen zur Entste-

hinziehen. Unter günstigen Bedingungen sind sie in man-

hung des „chocolate mousse“. Diese Erscheinungsform

chen Fällen aber bereits innerhalb weniger Tage abge-

des Öls kann das bis zu Vierfache des ursprünglichen

schlossen. Der Grund für diese Diskrepanz: Zum einen

Volumens einnehmen, macht eine Bekämpfung durch che-

werden die verschiedenen im Öl enthaltenen Stoffgrup-

mische Dispergatoren unmöglich und erschwert das

pen unterschiedlich schnell biologisch abgebaut. Die

Abpumpen von der Wasseroberfläche.

Abbaugeschwindigkeit hängt vor allem von der molekularen Struktur der Ölbestandteile ab. Je komplexer die

Wi e d a s Ö l d i e L e b e n s r ä u m e s c h ä d i g t

Kohlenwasserstoffmoleküle sind, desto länger dauert der Abbau durch Mikroorganismen. Zum anderen wird die

Da sich im Fall eines großen Ölunfalls meist nicht die

Abbaugeschwindigkeit der verschiedenen Kohlenwasser-

gesamte Küste schützen lässt, müssen die Behörden bei

stoffe durch die folgenden Faktoren erhöht:

der Ölbekämpfung Prioritäten setzen. Besonders schüt-

• hohe Temperaturen (fördert Bakterienaktivität);

zenswert sind natürlich bestehende offizielle Schutzge-

• große Oberfläche des Ölteppichs (Vergrößerung gegebe-

biete wie Nationalparks oder empfindliche Meeresgebiete.

nenfalls durch Einsatz von Dispersionsmitteln, soge-

Bei der Bekämpfung der Ölverschmutzung haben sie in

nannten Dispergatoren, oberflächenaktiven Substan-

jedem Fall eine hohe Priorität. Meist sind aber selbst die

zen, die eine Bildung von Dispersionen begünstigen);

Schutzgebiete zu groß, um sie in Gänze zu schützen. Hier

94

> Ka pi t e l 04

können sogenannte Sensitivitätsabstufungen helfen, die

schaften verändern. So können sich bei Ölverschmutzungen

beschreiben, wie empfindlich die verschiedenen Küsten-

beispielsweise wenig empfindliche Algenarten ansiedeln,

abschnitte gegenüber Ölverschmutzungen sind. In Aus-

wo zuvor Korallen lebten. Kaum untersucht ist bisher, wie

nahmefällen ist es sogar möglich, „Opfergebiete“ zu defi-

sich Ölunfälle auf die Beziehungen zwischen Korallen und

nieren – im Sinne des Naturschutzes weniger wichtige

den vielen mit ihnen assoziierten Arten auswirken. Die

Bereiche, die gar nicht geschützt werden.

enge Verzahnung zahlreicher spezialisierter Arten und die

Bei diesen Sensitivitätsabstufungen wird beispielsweise

hohe Bedeutung von Symbiosen innerhalb solcher Ökosys­

berücksichtigt, ob es sich um „energiereiche“ Küstenfor-

teme lassen nach schweren Ölunfällen weitreichende

mationen wie etwa Fels- oder Sandküsten handelt, die

Langzeitfolgen erwarten.

direkt von der Brandung umspült werden, oder um ver-

M angroven: Mangroven zählen zu den Lebensräu-

gleichsweise ruhige, „energiearme“ Gebiete, wie zum Bei-

men, die besonders empfindlich auf Ölverschmutzungen

spiel das Wattenmeer, die durch Sandbänke oder vorgela-

reagieren. Dort kann ein Ölunfall vor allem Bäume sowie

gerte Inseln geschützt sind. Natürlich können auch

die auf ihnen und im Sediment siedelnden empfindlichen

innerhalb der hier beschriebenen großen Lebensräume

Tiere stark schädigen – zum einen durch giftige Kohlen-

weitere

wasserstoffe, zum anderen durch die Abdeckung mit Öl

detaillierte

Sensitivitätsabstufungen

für

die

gezielte Ölbekämpfung vorgenommen werden.

und das Abschneiden von der Luft- und Frischwasserzu-

Ex ponierte F els - und S andküsten: Als ver-

fuhr. Die Regeneration der geschädigten Pflanzen- und

gleichsweise wenig empfindlich werden exponierte Fels-

Tierbestände ist ein langwieriger Prozess. Da in den Man-

und Sandküsten eingestuft, da sie durch Wellenschlag

groven die schädlichen Kohlenwasserstoffe nur langsam

recht schnell von angeschwemmtem Öl gereinigt werden.

aus dem Sediment freigesetzt werden, wird die Erholung

Dennoch können schwere Ölunfälle die Zusammenset-

des Lebensraums noch zusätzlich verzögert.

zung der Artengemeinschaften in diesen Lebensräumen

Weichböden und Platen: Als besonders emp-

für längere Zeit verändern. In solchen Fällen können die

findlich oder hoch sensitiv werden auch Küstenbereiche

Bestände ehemals dominierender Arten wie zum Beispiel

mit Weichböden und Platen (Sandbänken) wie etwa das

Krebs- und Weichtiere abnehmen. In Felsspalten, grobem

Wattenmeer an der Nordseeküste eingestuft. Die in hoher

Kies und in Muschelbänken kann sich das Öl durchaus

Dichte auf und in dem Sediment lebenden Organismen

mehrere Jahre lang halten.

dienen Fischen und Vögeln als Nahrungsgrundlage. Zwar

S andsträ nde : Im Fall der Sandstrände ist die Situa-

dringt meist nur wenig Öl in die oft wassergesättigten fei-

tion anders. Wie stark das Öl in den Boden eindringt und

nen Poren schlickiger Böden ein. Diese sind aber in der

wie lange es dort verbleibt, hängt vor allem von der Gestalt

Regel dicht von grabenden Tieren besiedelt, durch deren

des Strandes ab: Ein weitläufiger Strand mit wenig Bran-

Gänge das Öl tiefer in den Boden sinkt. Andererseits trägt

dung und verzweigten Prielsystemen beispielsweise ist

die als Bioturbation bezeichnete grabende Tätigkeit der

wesentlich anfälliger als ein steiler, gleichförmiger Strand.

Boden­o rganismen zum Ölabbau bei. Das Sediment wird

Grobkörniges Sediment erleichtert das Eindringen des Öls,

umgewälzt. Tiefere Schichten werden belüftet und verölte

erschwert die Reinigung und erhöht die Gefahr von Folge-

Sedimente an die Oberfläche befördert. Dank der guten

schäden durch wieder freikommendes Öl. Als besonders

Sauerstoffversorgung wird das Öl dort schneller durch

empfindlich werden Strandgebiete eingestuft, die von

Bakterien abgebaut. Werden die Bodenlebewesen jedoch

gefährdeten Arten wie etwa Schildkröten als Lebens- oder

vom Öl getötet, stoppt die Bioturbation. Damit verbleibt

Reproduktionsraum genutzt werden.

das Öl länger im Boden und beeinträchtigt den Lebens-

Korallenriffe : Auch Korallenbestände reagieren

raum langfristig.

offenbar empfindlich auf Ölverschmutzungen. Verschie-

S alzwiesen: Wie sich Öl auf die wirbellose Fauna

dene Untersuchungen machen deutlich, dass sich geschä-

von Salzwiesen wie etwa Insekten oder Würmer auswirkt,

digte Korallenbestände nur langsam regenerieren. Ölver-

wurde bisher kaum untersucht. Die Vegetation allerdings

schmutzungen können zudem ganze Le­b ens­g emein­-

kann durch Verölungen über lange Zeit geschädigt wer-

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

4.16 > Mit einer Kette aus aufblasbaren Schwimmern versucht ein Spezialschiff Rohöl einzufangen, das der Öltanker „Sea Empress“ verloren hat, nachdem er 1996 vor der Küste von Wales auf Grund gelaufen war. Bei rauer See ist der Einsatz solcher Ölskimmer allerdings oft wirkungslos.

95

96

> Ka pi t e l 04

Verkleb t un d ver gi f t e t – di e Konse que nz e n f ür P f l a n ze n u n d Ti e r e

4.10 > Ölverschmutzung,

Blindtext der Herstellung und Verwendung in Die wohl bis bekannteste durch Öl hervorgerufene Schädigung von die Arktis

Auch die Fortpflanzung zahlreicher Meeresorganismen wird in

Lebewesen ist die Verschmutzung des Gefieders von Wasservö­

Mitleidenschaft gezogen. So kann eine Vergiftung durch Öl zu

geln. Die Verunreinigung führt dazu, dass dessen lebenswichtige

genetischen Schäden führen: Bei Lachsen erhöhte sich nach

Funktionen, Wasserabweisung und Wärmeisolierung, nicht mehr

einem Ölunfall die Sterblichkeit der Eier. Bei Heringen wiederum

gewährleistet sind. Wenn größere Teile des Gefieders verschmutzt

waren zahlreiche frisch geschlüpfte Nachkommen missgebildet.

sind, kühlt der Vogel aus und stirbt. Ähnlich kann sich die Ver­

Auch für Mangrovenbäume konnte man nachweisen, dass sich

ölung des Fells von Meeressäugern auswirken. Verklebtes Fell

mit der Konzentration bestimmter Kohlenwasserstoffe im Sedi­

isoliert nicht gegen kalte Luft und kaltes Wasser. Die Tiere wer­

ment die Zahl genetischer Mutationen erhöht. Häufig schädigen

den geschwächt und können ebenfalls sterben.

die toxischen Ölinhaltsstoffe auch die Reproduktionsorgane der

Bei Pflanzen führt eine Verölung der Triebe dazu, dass der Gas­

Meeresorganismen. So erhöhte sich die Zahl steriler Muscheln im

transport von den Blättern zu den Wurzeln unterbrochen wird,

Jahr nach einem Ölunfall deutlich. Für Korallen konnte gezeigt

sodass die Pflanze eingeht. Wasserfiltrierer wie Muscheln, aber

werden, dass in chronisch ölverschmutzten Gebieten die Zahl der

auch Organismen wie Schnecken und Würmer, die ihre Nahrung

Nachkommen abnimmt.

vom Boden aufsammeln, nehmen Öl häufig mit der Nahrung auf.

Hinzu kommt bei vielen Meerestieren ein Orientierungsverlust,

Die giftigen Kohlenwasserstoffe können sogar in den Nahrungs­

denn viele Organismen finden sich in ihrer Umwelt zurecht,

ketten weitertransportiert werden, etwa durch Tiere, die ölver­

indem sie feinste Konzentrationen bestimmter Substanzen wahr­

schmutzte Muscheln fressen. Vögel und Säugetiere verschlucken

nehmen. Auf diese Weise sind sie in der Lage, Beute, Feinde oder

häufig Öl, wenn sie versuchen, ihr verunreinigtes Gefieder oder

Sexualpartner zu lokalisieren. Bei diesen natürlichen Substanzen

Fell zu reinigen. Weichhäutige Tiere wie zum Beispiel Fische und

handelt es sich um biogene Kohlenwasserstoffe, deren moleku­

viele

hingegen

larer Aufbau manchen Kohlenwasserstoffen aus Rohöl ähnelt.

hauptsächlich über die Haut und insbesondere die stark durch­

Gelangen durch einen Ölunfall große Mengen der fremden Koh­

spülten Kiemen auf.

lenwasserstoffe ins Wasser, sind die natürlichen Stoffe kaum

Wirbellose

nehmen

Erdölkohlenwasserstoffe

Die Erdölkohlenwasserstoffe können auf verschiedene Orga­ nismen ganz unterschiedlich wirken. Bei vielen Tieren werden vor allem das Wachstum und der Stoffwechsel beeinträchtigt. Studi­ en zeigten, dass Hummer und Wattwürmer mit verminderter Nahrungsaufnahme reagierten. Miesmuscheln und Fische wiede­ rum

wuchsen

unter

dem

Einfluss

von

Ölverschmutzungen

schlechter. Immer wieder beobachtet man Verhaltensänderungen als Reaktion auf Verölungen. Robben zeigten ein ausgesprochen lethargisches Verhalten, was auf Nervenschädigungen durch das Einatmen flüchtiger Erdölkohlenwasserstoffe unmittelbar nach einem Ölunfall zurückgeführt wurde.

4.17 > In der Bucht von San Francisco versucht sich ein Vogel vom Öl zu befreien, das das Containerschiff „Cosco Busan“ 2007 nach einer Kollision mit einem Brückpfeiler verloren hat. Unfälle wie dieser tragen mit zur chronischen Ölverschmutzung der Meere bei.

mehr wahrnehmbar. Das erschwert die Suche nach einem Sexual­ partner oder nach Nahrung erheblich.

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

97

ebenfalls verölt werden oder ihre Nahrungsgrundlage verlieren können. Zusammenfassend können folgende Regenerationszeiten angenommen werden: • exponierte Fels- und Sandküsten: wenige Monate bis 5 Jahre; • geschützte Felsküsten und Korallenriffe: 2 bis mehr als 10 Jahre; • geschützte Weichböden, Salzwiesen und Mangroven: 2 bis mehr als 20 Jahre.

18 0

14 0 0 0

16 0

120 0 0

14 0 10 0 0 0

120

8000

10 0

6000

80 60

4000

40 20 0 0

20

0

0

Z a hl der Ö lver schmut zungen üb er 7 Tonnen

tenden und rastenden Vögel mit sich bringt, die entweder

Ö l t r a ns p o r t in M i l l ia rd e n To nn e ns e e m e i l e n

den, was weitreichende Folgen für die in den Wiesen brü-

1970 1974 1978 19 82 19 8 6 19 9 0 19 9 4 19 9 8 20 02 20 0 6

Bekämpfung von Ölu n f ä l l e n u n d Ö lverschmu tzun g 4.18 > Obwohl die über die Ozeane transportierte Ölmenge seit den 1970er Jahren deut-

Einmal abgesehen von Ölunfällen in der Tiefsee wie etwa nach der Explosion der Ölplattform im Frühjar 2010 im Golf von Mexiko, lässt sich eine Ölverschmutzung am besten bekämpfen, solange das Öl noch auf dem Wasser

lich gestiegen ist, hat die Zahl der durch Tankerunfälle, technische Defekte oder Unachtsamkeit verursachten Ölverschmutzungen im Meer deutlich abgenommen. Der Einbruch des Öltransports in den späten 1970er Jahren ist auf die damalige Wirtschaftskrise zurückzuführen. Berücksichtigt wurden in der Statistik Kontaminierungen mit über 7 Tonnen Öl, da kleinere Verschmutzungen meist nicht ausreichend erfasst werden.

schwimmt. In technischer Hinsicht bevorzugen einige Staaten die ausschließlich mechanische Bekämpfung, beispielsweise mit Ölskimmern oder auf dem Wasser schwim-

onsmitteln eingesetzt, mit bisher nicht absehbaren ökolo-

menden Ölbarrieren.

gischen Folgen.

Andere befürworten eine chemische Bekämpfung, über-

Auch die sogenannte Bioremediation kann in geeig-

wiegend mit Dispergatoren, die oftmals in großen Mengen

neten, vor allem nährstoffarmen Meeresgebieten erfolg-

von Flugzeugen versprüht werden. Wie gut diese Chemi-

reich sein. Bei diesem Verfahren gibt man Nährstoffe ins

kalien wirken, hängt allerdings sehr stark von der Art des

Wasser, die das Wachstum Öl abbauender Bakterien för-

Öls und von seinem Zustand ab. Ein Problem ist, dass Dis-

dern. Für alle Bekämpfungsstrategien gilt grundsätzlich,

pergatoren grundsätzlich nur kurze Zeit nach einem Unfall

dass sie nur dann sinnvoll und effektiv eingesetzt werden

eingesetzt werden können, da die oben erwähnten che-

können, wenn sie Teil eines übergeordneten nationalen

misch-physikalischen Prozesse die Wirkung bereits nach

Bekämpfungsplans (Contingency Plan) sind, nach dem gut

wenigen Stunden verhindern. Für den Fall, dass herantrei-

trainierte Einsatzkräfte im Ernstfall strukturiert vorgehen

bende Ölteppiche empfindliche Küstenabschnitte bedro-

können. In den USA, Deutschland, den übrigen Nord-

hen, kann ihr Einsatz aber durchaus sinnvoll sein. Dank

seeanrainern und einigen anderen Staaten gibt es derar-

der Dispergatoren sinkt das Öl von der Oberfläche in die

tige Pläne bereits seit mehreren Jahren. Dort sind die

Tiefe ab. Damit verringert sich die Gefahr, dass Seevögel

Zeiten vorbei, in denen Behörden bei Ölunfällen mangels

oder empfindliche Pflanzen verölt werden.

klarer Zuständigkeiten, hinreichenden Materials und

Bei der Havarie der Bohrinsel „Deepwater Horizon“ 2010 strömte das Öl jedoch in großer Wassertiefe aus dem

genügend Personals oft wenig effektiv und unangemessen reagierten.

Bohrloch und befand sich, teilweise als riesige Ölwolke,

Doch solche technischen Managementstrategien allein

im gesamten Wasserkörper. Für Unfälle dieser Art und die-

reichen nicht. Für einen wirksamen Schutz des Meeres

sen Ausmaßes gibt es bislang nur wenig Erfahrung. Zur

vor Ölverschmutzungen müssen globale und regionale

Erstbekämpfung wurden enorme Mengen von Dispersi-

Abkommen ausgearbeitet werden. Ferner muss man kon-

98

> Ka pi t e l 04

4.19 > Gleich säckeweise sammeln Arbeiter am Strand des beliebten USSeebads Gulf Shores ölverklebte Algenmassen zusammen. Der Ort an der Küste des Bundesstaats Alabama gehört zu jenen Gemeinden am Golf von Mexiko, die im Juni 2010 durch Öl aus der havarierten Plattform „Deepwater Horizon“ verschmutzt worden sind.

trollieren, ob diese tatsächlich umgesetzt und angewendet

D i e Z u k u n f t s a u s s i c h t – v e r h a l t e n o p t i mistisch

werden. Ein positives Beispiel ist das Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung

Zweifellos hat sich die Verschmutzung der Ozeane mit Öl

(MARPOL 73/78), mit dem 1983 unter anderem Meeres-

in den vergangenen Jahrzehnten verringert. Internationale

schutzgebiete ausgewiesen wurden, in denen der Tanker-

Abkommen, die Ausweisung von Schutzgebieten und die

verkehr ganz oder teilweise eingeschränkt ist. Das Über-

verbindliche Einführung der Doppelhüllentanker tragen

einkommen bewirkte einen starken Rückgang der Tan­­­­­-

dazu bei. Gleichzeitig kann man angesichts der „Deepwa-

kerunfälle während der 1980er Jahre. MARPOL 73/78

ter-Horizon“-Katastrophe kaum von einer entspannten

brachte auch neue Auflagen zur betriebsbedingten Einlei-

Situation für die Meeresumwelt sprechen. Darüber hinaus

tung von Öl mit sich. Außerdem ebnete es den Weg zum

wird sich die illegale Einleitung von Öl durch Tankreini-

Bau von Doppelhüllentankern. Zu einem weiteren Rück-

gungen, die immerhin zu einem Drittel zur Verschmut-

gang der Unfälle während der folgenden Jahrzehnte trugen

zung beiträgt, ohne schärfere Kontrollen und drastische

sowohl der OPA (Oil Pollution Act) der Vereinigten Staaten

Strafen nicht wirklich bekämpfen lassen. Schwierig wird

von Amerika im Jahr 1990 als auch der von der Internatio-

auch in Zukunft die Ölbekämpfung in Flachwassergebie-

nalen Seeschifffahrts-Organisation (International Maritime

ten wie dem Wattenmeer bleiben, da Bekämpfungsschiffe

Organization, IMO) verabschiedete ISM-Code (Internatio-

bis heute kaum in Wassertiefen von weniger als 2 Metern

nal Management Code for the Safe Operation of Ships and

arbeiten können. Auch das spricht dafür, die Sicherheit

for Pollution Prevention) von 1998 bei.

der Handelsschiffe weiter zu erhöhen.

E nds t a t i o n Oze a n – v o n d e r Ve r sch mu t zu n g d e r Me e re <

C onc lus i o Es gibt viel zu tu n …

zen wie die polyfluorierten Verbindungen nur schwer fassen lassen, weil sie nicht nur bei der Pro-

Obwohl seit Jahrzehnten bekannt ist, dass die Ver-

duktion, sondern auch beim Gebrauch freigesetzt

schmutzung der Meere katastrophale Folgen haben

werden, liegt die Lösung für die Vermüllung der

kann, setzt der Mensch auch heute noch Millionen

Ozeane auf der Hand: Abfall gehört in den Müllei-

Tonnen von problematischen Substanzen frei. Dazu

mer. In Ländern wie den Niederlanden oder Deutsch-

zählen Stoffe, die bei der Herstellung oder dem

land ist das heute selbstverständlich, denn durch

Gebrauch von Produkten in die Umwelt gelangen,

Recycling- oder Pfandsysteme hat man die Ströme

Abfälle oder auch Öl. In einem aber unterscheidet

der Einwegverpackungen recht gut kanalisiert. In

sich die heutige Situation von der früheren. Während

vielen anderen Nationen aber fehlen Müllverwer-

die Menschheit bis vor wenigen Jahrzehnten ganz

tungssysteme. Allerdings macht ein Abfallmanage-

bewusst Abfälle in den Meeren entsorgte, gelangt

ment erst dann wirklich Sinn, wenn die Bevölkerung

heute der größte Teil der Abfall- und Schadstoffe auf

für das Problem Müll sensibilisiert ist. Inzwischen

vielen verschiedenen Wegen indirekt ins Meer.

gibt es weltweit gute Beispiele für eine wirkungs-

Genau das macht die Bekämpfung der Verschmut-

volle Umwelterziehung.

zung so schwierig. Denn um die Situation zu verbes-

Anders als beim Müll gibt es bei der Ölverschmut-

sern, ist ein ganzes Bündel an Maßnahmen nötig.

zung eigentlich einen positiven Trend: Die Ölmen-

Um etwa die Überdüngung der Meere mit Nähr-

gen im Meer nehmen seit Jahren ab. Ob dazu die

stoffen in den Griff zu bekommen, müssen an Land

schärferen Kontrollen von Handelsschiffen, Überwa-

Kläranlagen gebaut und die Menge der Düngemittel

chungsflüge oder die verbesserte Schiffssicherheit

in der Landwirtschaft reduziert werden. Dass sich

beigetragen haben, lässt sich schwer sagen. Damit ist

die Nährstofffracht dadurch tatsächlich reduzieren

derzeit auch unklar, mit welchen Maßnahmen man

lässt, zeigt die steigende Wasserqualität in den Flüs-

die Ölverschmutzung künftig weiter wesentlich ver-

sen Westeuropas. Letztlich liegt es in der Verantwor-

ringern kann. Sicher ist, dass man die Gefahr großer

tung jeder einzelnen Nation, geeignete Maßnahmen

Tankerhavarien heute deutlich ernster nimmt als

zur Gewässerreinhaltung festzulegen.

noch vor wenigen Jahren.

Substanzen, die sich über die Luft in der Umwelt

Katastrophen wie die Explosion der Ölplattform

verbreiten, sind ungleich schwerer zu fassen. Das

„Deepwater Horizon“ im Golf von Mexiko machen

gilt für Stickstoffe aus der Verbrennung von Erdgas,

aber deutlich, dass der Mensch dem Ölproblem

Erdöl und Kohle genauso wie für Industriechemikali-

immer wieder hilflos gegenübersteht. Offen ist der-

en wie etwa die polyfluorierten Verbindungen oder

zeit, ob der Trend zur Ölförderung in immer größe-

andere langlebige Moleküle. Auch hier müssen die

ren Tiefen die Verölung der Ozeane verschlimmert.

Schadstoffe möglichst bereits an der Quelle aufgefan-

Immerhin gibt es, wie das aktuelle Beispiel zeigt, bis-

gen werden.

lang kaum Strategien für eine Ölbekämpfung in der

Allerdings ist in manchen Fällen die Herkunft der

Tiefsee. Die Entwicklung von Notfalltechnologien

Substanzen noch gar nicht bekannt. Eine vielver-

für die Ölförderung und das Bohren in großer Tiefe

sprechende Lösung sind hier fundierte Risikobewer-

sind daher dringend geboten. Zwar hat die Erdölin-

tungen, mit denen sich noch vor der Marktein­

dustrie angekündigt, freiwillig eine schnelle Eingreif-

führung einer Substanz abschätzen lässt, welche

truppe aufzubauen. Doch müssen diese Maßnahmen

Ge­­­fahren von ihr ausgehen. Während sich Substan-

durch neutrale Instanzen überwacht werden.

99

100

> Ka pi t e l 05

5

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <



> D a s s d e r K lima wa ndel die Lebensgemeinsc haften im M eer verändern wird , st eht

au ße r F r a ge . Zw a r h a b e n Ve rä n d e ru n g e n in den Ökosystemen meist mehrere U rsac hen, doc h spie l en der ste i ge nde K ohl e n d io x id g e h a lt in d e r A tm o sphäre und die globale Erwärmung eine entsc heidende Rol l e. Off e n i s t , w i e s t a rk L e b e n s g e m e in s c h a fte n dadurc h ins Wanken geraten.

101

102

> Ka pi t e l 05

Biologische Systeme im Stress

> G r u n d s ä t z l i c h s i n d L e b e w e s e n g u t a n n a t ü r l i c h e B e d i n g u n g s s c h wankungen

in i hr e r Um w e l t a nge pa sst . S i e e r t r a g e n f ü r b e g r e n zt e Z e i t s o g a r e x t r e m e S i t u a t i o n e n . D e r Klim awan d e l a be r v e r ä nde r t m a nc he L e ben s r ä u m e s o s t a r k , d a s s f ü r v i e l e A r t e n d e r S t r e s s zu g r o ß wir d . Ko m m e n m e hr e r e ungünst i ge F a k t or e n zu s a m m e n , k ö n n e n d i e s e i n d e r S u m m e s o g a r zu m A u s s t er b en vo n A r t e n f ühr e n.

L e be nsr ä um e v e r ä nde r n i hr Ge s i ch t

Z u v i e l e U m w e l t v e r ä n d e r u n g e n a u f e i n m al

Nicht nur Menschen können gestresst sein. Auch marine

Zu den häufigsten Stressoren, die im Zuge des Klimawan-

Pflanzen und Tiere geraten durch sogenannte Stressoren

dels verstärkt auftreten und auf marine Ökosysteme wir-

unter Druck – durch veränderte Bedingungen in ihrem

ken, gehören:

Lebensraum. Stress gab es schon immer. Durch den Klima-

• die allmähliche Versauerung des Meerwassers und

wandel aber nimmt er seit einigen Jahren ganz offensicht-

damit einhergehend eine mögliche Beeinträchtigung

lich zu. Manchmal wird Stress schon durch einzelne Stres-

von Kalzifizierungsprozessen, der Kalkbildung bei Mee-

soren ausgelöst. Im Meer kann das beispielsweise eine

resorganismen (Kapitel 2);

durch Stürme verstärkte Sedimentation sein, die die

• die Erwärmung des Meerwassers und die damit verbun-

Bodenlebewesen bedeckt, oder ein durch Algenblüten

denen Sekundäreffekte wie etwa eine stärkere Schich-

bewirkter Lichtmangel in tieferen Wasserschichten. Der

tung des Wassers, die Erhöhung von Stoffwechselraten

Klimawandel fördert aber unerwünschterweise oftmals

der Organismen oder die Veränderungen von Löslich-

mehrere Stressoren gleichzeitig: Er verursacht „multiplen

keitskonstanten und damit der Menge von bestimmten

Stress“. So können an einem Standort zugleich die Tempe-

im Wasser gelösten Substanzen wie etwa Gasen oder

ratur, das Lichtangebot und der pH-Wert aus dem für die

Karbonaten;

Lebewesen optimalen Bereich driften. Mitunter wirken

• die Aussüßung oder Versalzung in Randmeeren und die

auch aus fremden Regionen eingeschleppte Arten als

damit einhergehende Beeinträchtigung des Ionenhaus-

Stressoren – als Fraßfeind, Krankheitserreger oder Nahrungskonkurrent.

halts lebender Zellen (Kapitel 2); • die Eutrophierung, das heißt die übermäßige Anreiche-

Er­s chwe­r end kommt hinzu, dass die verschiedenen

rung des Wassers mit Nährstoffen, und andere Arten

Stressoren nicht immer unabhängig voneinander wirken,

der chemischen Verschmutzung des Meerwassers. So

sondern sich in manchen Fällen aufsummieren oder gar

erwarten Klimaforscher für weite Bereiche des Ostsee-

verstärken. Nicht immer führt das gleich zum Tod. In vie-

raums künftig erhöhte Niederschlagsraten. Mit dem

len Fällen beeinträchtigen die Stressoren vorerst nur die

zunehmenden Regen würde dann verstärkt Dünger aus

Leistungsfähigkeit eines Organismus. Dadurch verändern

der Landwirtschaft ins Meer gelangen (Kapitel 4);

sich die Interaktionen des geschwächten Lebewesens mit

• die Veränderungen von küstennahen Strömungs- und

seiner Umwelt, mit Fraßfeinden, Parasiten, Konkurrenten,

Sedimentationsprozessen durch menschliche Baumaß-

Krankheitserregern oder Reproduktionspartnern. Diese

nahmen, die zum Teil Folge des Klimawandels und des

Effekte können die oben beschriebene sogenannte Primär-

steigenden Meeresspiegels sind. Dazu zählen Häfen,

wirkung der Stressoren, beispielsweise durch Lichtman-

Wellenbrecher oder Deiche (Kapitel 3);

gel erzeugten Stress, deutlich übertreffen. Am weiter

• die Ausbreitung exotischer Arten in neue Lebensräume.

unten gezeigten Beispiel des Blasentangs werden diese

Es ist zu erwarten, dass sich als Folge des multiplen

Zusammenhänge verdeutlicht.

Stresses die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaf­

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

Wie Stress ent s t e h t u n d w i e e r w i r k t Auf einen Organismus in seinem Lebensraum wirken verschie-

Nicht immer sind Organismen Veränderungen schutzlos ausgelie-

dene Umwelteinflüsse, an die er in der Regel auch bei Schwan-

fert. Sie können sich durchaus an neue Bedingungen anpassen

kungen recht gut angepasst ist. Diese Anpassung der Lebewesen

und auf Stress reagieren. Eine Anpassung ist auf dreierlei Weise

an die abiotischen Bedingungen ihres Verbreitungsgebiets, also

möglich. Am schnellsten, innerhalb von Tagen oder Wochen,

die chemischen und physikalischen Gegebenheiten, hat über Tau-

wirkt die phänotypische Plastizität: Individuen stellen sich durch

sende oder gar Millionen von Jahren, über evolutive Zeiträume

Veränderungen der Wuchsform, des Stoffwechsels oder der

stattgefunden. Stress entsteht, wenn diese Umweltvariablen vorü-

Ernährungsweise auf die neuen Gegebenheiten in ihrem Lebens-

bergehend oder dauerhaft deutlich außerhalb des Bereichs liegen,

raum ein. Das ist natürlich nur bis zu einem gewissen Grad mög-

an den ein biologi­s ches System (eine Zelle oder Art) angepasst ist.

lich. Relativ schnelle Anpassungen über wenige Generationen

Derartige Stress­s ituationen können auf verschiedene Weise erzeugt

sind auch über selektive Prozesse möglich: Sind in einer Popula-

werden:

tion Genotypen, also Individuen mit bestimmten, nicht direkt sichtbaren, aber im Erbgut verankerten Eigenschaften, vorhan-

• durch vorübergehende Schwankungen der abiotischen Be­d ingun­g en (zum Beispiel Jahreszeiten, Wetteranomalien);

den, die mit den neuen Umweltbedingungen besser als andere Artgenossen zurechtkommen, so werden sich diese recht schnell

• wenn im Wasser frei schwimmende Organismen, wie zum Bei-

durchsetzen. Die Leistungs- und Überlebensfähigkeit der Popula-

spiel planktische Larven, aus dem Zentrum des Lebensraums

tion ist somit gewährleistet. Evolutive Prozesse im klassischen

verdriften und sich an den Rändern des Verbreitungsgebiets

Sinn, das zufällige Auftauchen einer Mutation, welche das Über-

ansiedeln, wo für sie keine optimalen Umweltbedingungen

leben in der sich verändernden Umwelt ermöglicht, werden bei

herrschen;

vielen Arten mit langen Generationsdauern meist zu langsam

• wenn sich Klimazonen schneller verschieben, als sich die Arten

Stress

Optimale Leistung

Stress

Absterben

Leistung

Leistung

Absterben

sein, um mit den künftigen durch den Klima­w andel verursachten Veränderungen in ihren Lebensräumen Schritt halten zu können.

evolutiv daran anpassen können.

Optimale Leistung

Stress

Absterben

Umweltvariable mit Zwischenoptimum (z. B. Temperatur)

Umweltvariable mit Extremoptimum (z. B. Gifte)

5.1 > Verschiedene Umweltvariablen wirken sich unterschiedlich auf

im Fall des Extremoptimums: In einem sauberen Lebensraum funk-

Organismen aus. So gedeihen viele Lebewesen am besten bei mo-

tioniert der Organismus optimal. Breiten sich Gifte im Lebensraum

deraten Temperaturen – dem sogenannten Zwischenoptimum (links).

aus, nimmt die Leistung ab. In beiden Fällen erfährt das Tier oder die

Wird es kälter oder wärmer, verschlechtert sich die Situation. Die

Pflanze Stress, der zum Tod führen kann. Hält der Stress länger an,

Leistungsfähigkeit der Lebewesen nimmt ab. Anders verhält es sich

kann die Art im betroffenen Gebiet sogar ganz aussterben.

103

104

> Ka pi t e l 05

ten verändert. Außerdem könnten sich geographische

lichen Ostsee um mehr als 90 Prozent zurück­g e­­gan­­gen, in

Verbreitungszonen verschieben, sodass Arten in ihren

vielen Gebieten kommt er nicht mehr bis in 12, sondern

angestammten Heimatgebieten aussterben. Denkbar ist

nur noch bis in 3 Metern Tiefe vor. Lange hat man den

auch, dass sich exotische Spezies in fremden Regionen

Schwund in der Tiefe auf den Umweltstressor Eutrophie-

neu etablieren.

rung zurückgeführt (Kapitel 4). Man vermutete, dass der Nährstoffüberschuss im Wasser zu dichteren Planktonblü-

De r Bl a se nt a ng – e i ne S pe z i e s i m D a u e r s t r e s s

ten führt, sodass weniger Licht bis zum Meeresgrund dringt. Man nahm ferner an, dass Lichtmangel, wie er

5.2 > Der Blasentang

Fucus vesiculosus ist in Europa weit verbreitet. Durch den Klimawandel aber könnte er in manchen Gebieten aussterben.

Der Blasentang, Fucus vesiculosus, ist eine Großalge der

während einer Planktonblüte am Meeresboden herrscht,

gemäßigten Breiten, die in der Nord- und Ostsee häufig

die Verteidigungsfähigkeit des Blasentangs gegen Fraß-

vorkommt. Er besiedelt vor allem die Gezeitenzone, ist

feinde einschränkt. Zudem sieht es so aus, als könne sich

aber auch gelegentlich bis in 12 oder gar 15 Metern Tiefe

der Blasentang mit abnehmendem Licht schlechter gegen

anzutreffen. Der Blasentang erfüllt eine Reihe wichtiger

Bakterien zur Wehr setzen.

Aufgaben im Ökosystem. Er ist zugleich Nahrungsquelle

Doch diese Erklärung ist unzureichend, da der Blasen-

für verschiedene Organismen und wichtiger Sauerstofflie-

tang erstens Energie speichern kann und so auch dunklere

ferant. Er bietet Jungtieren Schutz und dient diversen Spe-

Zeiten übersteht, zweitens auch noch bei sehr niedrigem

zies als Substrat, auf dem sie sich ansiedeln. In den ver-

Lichtangebot wächst. Selbst wenn man berücksichtigt,

gangenen vier Jahrzehnten ist sein Bestand in der west­­­­-

dass durch die Eutrophierung verstärkt Organismen wie

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

wärmer

1

1960

2009

2 3 4

Sprungschicht Gradient Temperatur

?

5 6

Eutrophierung

7 8 9 10 11 12

kälter

Tiefe

Verbreitungstiefe (m)

5.3 > Als Sprungschicht bezeichnet man die Trennungszone

5.4 > Um 1960 kam der Blasentang in der westlichen Ostsee

zwischen dem warmen, oberflächennahen Wasser und dem

bis in 12 Metern Tiefe vor, 2009 nur noch bis in 3 Metern. Der

kalten Wasser in der Tiefe. Der Gradient ist ein Maß dafür, wie

durch Eutrophierung verursachte Lichtmangel trägt erheblich

stark die Temperaturänderung zwischen warmem und kaltem

zum Schwund zwischen 6 und 12 Metern bei. Den Rückgang

Wasser an der Sprungschicht ist.

zwischen 3 und 6 Metern aber kann man damit nicht erklären.

zum Beispiel Mikroalgen auf der Blasentangoberfläche

In den vergangenen Jahren ist außerdem ein neuer bio-

wachsen, was zu weiterer Licht- und Nahrungskonkur-

tischer Stressor hinzugekommen: die aus Südostasien ein-

renz zwischen Alge und Tang führt, müsste der Blasen-

geschleppte Rotalge Gracilaria vermiculophylla. Die An­-

tang noch bis in 6 Metern Tiefe hinab wachsen können.

sprüche dieser Art an den Lebensraum ähneln stark denen

Erst unterhalb dieser Marke wäre das durch Lichtmangel

des Blasentangs. Das Problem: Anders als der Blasentang

und Nahrungskonkurrenz verursachte Energiedefizit so

kann sich die Rotalge ungeschlechtlich vermehren, was

hoch, dass es für ihn tödlich wäre. Warum sich die Pflanze

sie besonders reproduktiv macht. Darüber hinaus ist sie

also bereits ab 3 Metern Tiefe rar macht, lässt sich damit

toleranter gegenüber Schwankungen der abiotischen

nicht beantworten.

Standortbedingungen und außerdem weniger attraktiv für

Inzwischen geht man davon aus, dass der Schwund im

Fraßfeinde. Mehr noch, die Fraßfeinde des Blasentangs

relativ flachen Bereich zwischen 3 und 6 Metern folgende

nutzen die Rotalge als Schutzhabitat, in dem sie Zuflucht

Ursachen hat: Zum einen führt die bereits heute messbare

vor ihren Feinden finden. Problematisch ist auch, dass

Erwärmung des Meerwassers dazu, dass mit steigender

chemische Ausdünstungen von Gracilaria die Keimungs-

Stoffwechselrate die Fraßfeinde hungriger und der bakte-

fähigkeit von Fucus-Eiern beeinträchtigen.

rielle Befall intensiver wird. Zudem beeinträchtigen

Fucus ist also einer Vielzahl von Stressoren und deren

schnelle Temperatursprünge in verschiedenen Wasser­

direkten und indirekten Effekten ausgesetzt: Lichtreduk­

tiefen die Verteidigungsfähigkeit gegen Angreifer. Gerade

tion, Besiedlungs- und Fraßdruck oder der Nahrungskon-

in der Tiefe um 4 bis 5 Meter befindet sich im Sommer oft

kurrenz durch Algen. Alles zusammen schwächt das

eine Sprungschicht. Der damit einhergehende Tempera-

Wachstum und die Keimung. Damit haben die Fucus-Be-

tursprung über wenige Tiefenzenti­m eter wird mit zuneh-

stände den Verlusten durch Fraß und Konkurrenz immer

mender Wassererwärmung schärfer. Schwappt eine sol-

weniger entgegenzusetzen. Das Beispiel Fucus macht

che Sprungschicht auf und ab, bedeutet dies für einen in

deutlich, dass die direkten Effekte des Klimawandels

dieser Tiefe wachsenden Blasentang schnelle und starke

zunächst gering sein mögen. Durch die Veränderung der

Temperaturschwankungen – und dadurch verringerte Ver-

Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Organismen

teidigungsfähigkeit.

aber sind sie dennoch vernichtend.

105

106

> Ka pi t e l 05

Stör u ng i m P la n k ton k r eislau f

> Ak t u e l l e E x p e r i m e n t e u n d S t u d i e n ze i g e n , d a s s d e r K l i m a w a n d el, b es o n -

d e r s d i e E r w ä r m u n g d e r E r d e , e i n g e s p i e l t e b i o l o g i s c h e S y s t e m e a u s d e m Ta k t b r i n g t . F ür manche Le be w e se n i st da s f a t a l . Be unr u h i g e n d i s t v o r a l l e m , d a s s s i ch d e r L e b e n s r h y t h m u s d e r w ich t ig s t en N a h r u n g s g r u n d l a g e i n d e n O z ea n e n , d e r d e s p f l a n z l i c h e n P l a n k t o n s , v e r ä n d e r t .

L e be nsw i c ht i ge E i nz e l l e r

In nährstoffarmen und kalten Meeresgebieten ist die Frühjahrsblüte die einzige, in vielen anderen Meeresge-

Das Plankton ist von enormer Bedeutung als Nahrungs-

bieten die größte Nahrungszufuhr für das Zooplankton im

quelle für das Leben im Meer. Das Phytoplankton, Algen

Jahresverlauf. Damit ist die Frühjahrsblüte auch für die

und Cyanobakterien, nimmt im Wasser gelöste Nährstoffe

Ernährung der Fische, die sich vor allem von Zooplankton

auf, wächst und teilt sich. Dadurch wird im Meer die Bio-

ernähren, von größter Bedeutung. Die Bodenlebewesen

masse produziert, von der sich Zooplanktonorganismen,

wiederum profitieren von den großen Mengen absinken-

wie Kleinkrebse und Fischlarven, ernähren. Das Zooplank-

den organischen Materials, den Resten der abgestorbenen

den Krebsen (Crusta-

ton wiederum wird von Fischen und ihren Larven gefres-

Phyto- und Zooplanktonorganismen.

cea). Sie besiedeln

sen. Das Plankton spielt somit in den biogeochemischen

Das kurzlebige Plankton reagiert ausgesprochen schnell

sowohl Meerwasser

Kreisläufen des Ozeans eine Hauptrolle. Durch den Klima-

auf physikalische und chemische Veränderungen im Meer

wandel bewirkte Veränderungen des Planktons werden

oder Schwankungen im Nahrungsangebot. Gelegentlich

Hundert Mikrometer

daher in der Zukunft auch einen entscheidenden Einfluss

kann die Größe der Populationen innerhalb nur weniger

bis wenige Millimeter

auf das Funktionieren des gesamten pelagischen Systems

Tage oder Wochen extrem variieren. In anderen Fällen

großen Tiere sind die

haben.

verändert sich die Zusammensetzung der Planktonge-

Die Copepoden Copepoden (Ruderfußkrebse) zählen zu

als auch Süßwasser. Die meist nur wenige

artenreichste Gruppe

meinschaften: Bestimmte Planktonarten dominieren auf

der Crustaceen (etwa 14 000 Arten) und

Da s Pl a nk t onw a c hst um k om m t a u s d e m Ta k t

machen den größten Anteil des marinen

einmal. Veränderungen durch den Klimwandel sind in jedem Fall schon erkennbar. Einige davon entsprechen

Zum Plankton gehören überwiegend kurzlebige Organis-

den Erwartungen: So wie die Obstbaumblüte an Land

Copepoden stellen

men. Diese vermehren sich in der Regel so schnell, dass

beginnt auch die Frühjahrsblüte des Planktons in vielen

damit eine wichtige

innerhalb eines Jahres mehrere Generationen entstehen

Meeresgebieten früher. Zudem verschieben sich die Ver-

Nahrungsgrundlage

können. Grundsätzlich folgt die Entwicklung der Plank-

breitungsgebiete von Planktonarten aufgrund der Meeres­

tonorganismen einem regelmäßigen Jahreszyklus, der mit

erwärmung weiter Richtung Pol. Ein Beispiel ist die nach

der Frühjahrsblüte des Phytoplanktons beginnt. Dement-

Norden gerichtete Ausbreitung der für die gemäßigte Zone

Zooplanktons aus.

für Fische und andere Krebsarten dar.

sprechend bewirkt das zunehmende Lichtangebot im

charakteristischen Copepoden-Art Calanus helgolandicus,

Frühjahr, dass die Menge des Phytoplanktons extrem

eines Kleinkrebses, der die in skandinavischen Breiten

schnell zunimmt. Schon wenige Wochen nach dem win-

heimische Art Calanus finnmarchicus verdrängt. Da beide

terlichen Minimum erreicht die Biomasse einen Jahres-

Arten wichtige Fischnährtiere sind und ein ähnliches

spitzenwert. Danach nimmt die Biomasse wieder kontinu-

Nahrungsspektrum haben, sollte das keine gravierenden

ierlich ab. Zum einen, weil das Zooplankton das Phy-

Auswirkungen auf das Funktionieren des Ökosystems

toplankton wegfrisst, zum anderen, weil die im Wasser

haben. Aber nicht alle Veränderungen in den Plankton-

gelösten Pflanzennährstoffe während der Blüte stark auf-

Lebensgemeinschaften sind so unbedenklich. In manchen

gezehrt wurden und absinken. Die Phytoplankter finden

Fällen führt die Erwärmung des Wassers dazu, dass der

also im Wasser immer weniger Nahrung.

Zooplanktonnachwuchs zu früh schlüpft und verhungert.

107

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

Plankton - Exper i m e nt : Kl i m a w a nde l i m Wa sse r t a n k Forscher haben den Einfluss von Klimaänderungen auf die Früh-

algen, die eine gute Nahrungsbasis für Copepoden sind. Unter wär-

jahrsblüte des Phytoplanktons experimentell untersucht. Dazu wur-

meren Bedingungen hingegen dominierten kleine Flagellaten.

den 1,4-Kubikmeter-Tanks mit Planktonorganismen be­f üllt, wie es

Copepoden können diese nur schlecht fressen. Die Folgen sind ein-

dem Entwicklungsstand des Phytoplanktons im Spätwinter ent-

deutig: Die Tiere wachsen langsamer, sie produzieren weniger Eier

spricht. In Klimakammern wurden die Tanks unterschiedlichen

und dadurch weniger Nachkommen.

Lichtangeboten und verschiedenen Verläufen der Frühjahrstempe-

Die Erwärmung des Wassers kann aber nicht nur für die Nah-

raturen ausgesetzt. Simuliert wurden dabei ein gegenwärtiger

rungskette Phytoplankton – Zooplankton – Fisch negative Folgen

Durchschnittsverlauf der Frühjahrstemperatur sowie Erwärmungen

haben. Sie wirkt sich auch auf die Speicherung des Klimagases CO 2

um 2, um 4 und um 6 Grad Celsius. Die Ergebnisse sind beeindru-

im Meer aus, auf die sogenannte biologische CO 2 -Pumpe (siehe

ckend: Die Frühjahrsblüte trat pro Grad Celsius Temperaturerhö-

Kasten nächste Seite). Denn unter wärmeren Bedingungen verstär-

hung um 1 bis 1,5 Tage früher ein. Ein besseres Lichtangebot ver-

kt sich die Respiration von Zooplankton und Bakterien, also der

stärkte diesen Effekt. Das Zooplankton reagierte noch deutlicher

Atemstoffwechsel, der CO 2 freisetzt. Dadurch wird das zunächst

auf die Erwärmung: Die Copepoden-Larven, die Nauplien, schlüpf-

durch das Phytoplankton aufgenommene CO 2 wieder im Oberflä-

ten pro Grad Temperaturerhöhung um bis zu 9 Tage früher. Die

chenwasser freigesetzt. Damit verringert sich der CO 2 -Anteil, der

Auswirkungen waren fatal, denn die meisten Nauplien schlüpften

in der Biomasse gebunden bleibt und als organische Substanz zum

vor der Frühjahrsblüte des Phytoplanktons. Sie fanden keine Nah-

Meeresgrund absinkt und dort letztlich als Kohlenstoff am Boden

rung und verhungerten. Damit fiel eine ganze Generation aus.

eingelagert wird. Das ist vor allem deshalb problematisch, weil sich

Nicht nur der Beginn der Frühjahrsblüte verschob sich aufgrund

so ein fataler Rückkopplungsmechanismus des Klimawandels ergibt:

der Erwärmung. Auch die Gesamtbiomasse des Phytoplanktons und

Durch die Klimaerwärmung wird ein Mechanismus geschwächt, der

seine Zusammensetzung änderte sich – zum Nachteil des Zooplank-

der Atmosphäre bisher einen Teil des anthropogenen, klimaschäd-

tons. Unter normalen Bedingungen dominierten großzellige Kiesel-

lichen CO 2 entzogen hat.

Menge Phytoplankton in Kohlenstoff (Mikrogramm pro Liter)

Menge Phytoplankton in Kohlenstoff (Mikrogramm pro Liter)

Anzahl Nauplien pro Liter 100

1000 natürliche Licht- und Temperaturbedingungen

Anzahl Nauplien pro Liter 100

1000 dunkel und warm (+6 °C)

Nauplien

100

100

Phytoplankton

10 10

10 10

Nauplien Phytoplankton

1 30. Jan

19. Feb

11. Mrz

31. Mrz

1 20. Apr

10. Mai

1 30. Jan

1 19. Feb

11. Mrz

31. Mrz

20. Apr

10. Mai

5.5 > Für gewöhnlich setzt die Vermehrung des Phytoplanktons (grüne

tonblüte. Das ist fatal, denn in diesem Fall fehlt den Zooplanktonlar-

Linie) mit dem zunehmenden Lichtangebot gegen Ende des Winters

ven die Nahrung. Sie verhungern. Das ist vor allem deshalb beunruhi-

vor dem Schlüpfen der Zooplanktonlarven (Nauplien, rote Linie) ein.

gend, weil Forscher zum Beispiel für die Ostsee genau dieses Szenario

Damit steht den Zooplanktern beim Schlüpfen genug Nahrung zur

voraussagen: Aufgrund stärkerer Bewölkung dringt deutlich weniger

Verfügung. Ist hingegen wenig Licht vorhanden und das Wasser um

Licht ins Wasser. Zugleich dürfte sich durch die Klimaerwärmung die

6  Grad wärmer, schlüpfen die Zooplankter schon vor der Phytoplank-

Wassertemperatur erhöhen.

108

> Ka pi t e l 05

Die CO 2 - P ump e im Oz e a n Der Begriff bezeichnet den Transport organischen Kohlenstoffs mittels Sedimentation in die Tiefen der Meere, wo er sich als Sediment ablagert. Zunächst bindet das Phytoplankton CO 2 im Rahmen der Photosynthese und wandelt es in organischen Kohlenstoff um. Der Großteil dieses Kohlenstoffs wird aber durch Respiration wieder freigesetzt, und zwar vom Phytoplankton selbst oder von Zooplanktern und Bakterien, die sich von lebendem oder abgestorbenem Phytoplankton ernähren. Findet die Respiration nahe der Wasseroberfläche statt, kann das freigesetzte CO 2 wieder an die Atmosphäre abgegeben werden. Nur ein winziger Teil der nahe der Meeresoberfläche produzierten organischen Masse sinkt ins Tiefenwasser, das nicht saisonal mit der Atmosphäre in Kontakt kommt, unterhalb der permanenten Sprungschicht. Nur dieser Teil des bei der Primärproduktion entstehenden organischen Kohlenstoffs bindet atmosphärisches CO 2 dauerhaft und wird als CO 2 -Pumpe bezeichnet.

Eine wachsende Bedrohung:

5.6 > Die stark nesselnde, für Menschen aber normalerweise

Ha r m f ul Al ga l Bl oom s

nicht tödliche Leuchtqualle Pelagia noctiluca trat in den vergangenen Jahren gehäuft im Mittelmeer auf.

Harmful Algal Blooms (HABs, schädliche Algenblüten) sind Massenentwicklungen giftiger oder auf andere Art

wird also durch die Sprungschicht verschärft. Hier haben

schädlicher Phytoplankter. Sicher ist, dass HABs weltweit

große bewegliche Phytoplankter einen Vorteil. Sie können

zunehmen. Warum das so ist, weiß man bislang allerdings

durch vertikale Wanderungen zwischen dem tiefen nähr-

nicht ganz genau. Als Hauptursache gilt die Eutrophie-

stoffreichen Wasser und den sonnendurchfluteten oberflä-

rung, die Überdüngung des Wassers mit Nährstoffen, aber

chennahen Bereichen hin- und herwandern, wo sie Photo-

auch der Klimawandel scheint eine Rolle zu spielen. Die

synthese betreiben. Hierzu gehören zahlreiche Dino-

schädlichen Algenblüten treten üblicherweise in den Som-

­f lagellaten und in der Ostsee vor allem auch Cyanobakte-

mermonaten auf, wenn die Wassersäule thermisch ge­­

rien, die ihr spezifisches Gewicht regulieren und wie ein

schichtet ist: Eine erwärmte, leichte Oberflächenschicht

Taucher auf- und absteigen können. Problematisch ist,

liegt auf einer kälteren, schwereren Tiefenschicht. Der

dass es in beiden Gruppen zahlreiche toxische Arten gibt.

Temperaturgradient in der dazwischenliegenden Sprungs-

Nehmen Muscheln diese Organismen auf, werden sie für

chicht ist umso ausgeprägter, je wärmer das Oberflächen-

den Menschen ungenießbar oder sogar tödlich.

wasser ist.

Zum Teil geben die Planktonorganismen die Gifte auch

Ein größerer Temperaturgradient bedeutet, dass sich die

direkt ins Wasser ab. In manchen Fällen sind diese sogar

Wassermassen an der Sprungschicht kaum durchmischen,

in Aerosolen nachweisbar – kleinen, in der Luft schwe-

da der Dichteunterschied, kalt und schwer zu warm und

benden Tröpfchen, die durch Wellenschlag in der Bran-

leicht, wie ein Widerstand wirkt. Daher gelangen kaum

dung entstanden sind. Ein besonders berüchtigter Vertre-

Nährstoffe aus der Tiefe an die Oberfläche. Sind die Nähr-

ter ist der Dinoflagellat Karenia brevis, dessen regelmäßig

stoffe an der Oberfläche durch das Phytoplanktonwachs-

vor Florida vorkommende Blüten Fischsterben, Muschel-

tum aufgezehrt, fehlt es also an Nachschub. Die für den

vergiftungen, Entzündungen bei Baden­d en und im Extrem-

Sommer charakteristische vertikale Trennung in eine Zone

fall sogar Asthma bei Strandbesuchern verursachen. Fach-

mit genug Licht und zu wenig Nährstoffen sowie eine

leute schreiben die Häufung dieser Blüten der Kli­­­ma-

Zone mit zu wenig Licht und ausreichend Nährstoffen

erwärmung zu. Wie erwähnt, gibt es auch unter den

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

5.7 > Der Dinoflagellat Karenia brevis kommt vor allem im Golf

5.8 > Mikroskopisch kleine Ruderfußkrebse wie diese Calanus-

von Mexiko vor. Sein Nervengift Brevetoxin A kann beim Men-

Art sind weit verbreitet und gehören zu den wichtigen Nah-

schen zu Entzündungen und Asthmaanfällen führen.

rungsorganismen der Fische.

Cy­­anobakterien zahlreiche giftige Stämme. Zwar wurden

arten sind und deutlich niedrigere Sauerstoffkonzentrati-

Untersuchungen bislang vor allem an Cyanobakterien

onen ertragen. Sauerstoffmangel im Meer wiederum tritt

durchgeführt, die im Süßwasser leben – insbesondere in

zunehmend infolge der Eutrophierung auf. Durch Eutro-

Gewässern, aus denen Trinkwasser gewonnen wird oder

phierung bildet sich mehr Biomasse. Damit sinkt auch

in denen Badende durch dichte Cyanobakterienblüten

mehr organische Substanz ins Tiefenwasser ab, die dort

gefährdet sind. Doch auch in der Ostsee wurden toxische

von

Stämme verschiedener Cyanobakterien wie etwa Nodula-

wird. Die Folge ist Sauerstoffmangel. Der Klimawandel

ria spumigena nachgewiesen.

kann diese Situation noch verschärfen, denn er führt zu

sauerstoffzehrenden

Mikroorganismen

abgebaut

einer Erwärmung der Meeresoberfläche. Dadurch werden Quallen werden zum P r o b l e m

Austauschprozesse verlangsamt, weil sich das sauerstoffreiche Oberflächenwasser weniger mit dem kalten Tiefen-

Nicht nur HABs treten immer öfter massiv auf. Darüber

wasser mischt. Durch die Mikroorganismen in der Tiefe

hinaus beobachten Wissenschaftler zunehmende Massen-

gezehrter Sauerstoff wird nur in geringem Maße ersetzt.

vermehrungen bei Quallen. Die Folgen dieser explosions-

Zunehmende Quallenplagen könnten somit die Folge kom-

artigen Vermehrungen sind bekannt: verletzte Badegäste,

binierter Stressoren sein.

verstopfte Fischernetze, Nahrungskonkurrenz für Fische,

Der Klimawandel wird also zu einer Neustrukturierung

Fraßdruck auf Fischeier und -larven. Die möglichen Ursa-

der pelagischen Lebensgemeinschaften führen, was Nach-

chen dieser Massenvermehrungen sind durchaus umstrit-

teile für die klassische Nahrungskette Phytoplankton –

ten. Ein wesentliches Problem ist vermutlich die Über­

Zooplankton – Fische haben wird. Quallen hingegen wer-

fischung der Meere. Zooplankton fressende Fische sind

den davon profitieren. Es ist anzunehmen, dass die

Nahrungskonkurrenten der Quallen. Fehlen die Fische,

Überfischung und die Eutrophierung der Küstengewässer

bietet sich den Quallen ein reich gedeckter Tisch. Bekannt

zudem synergistische Effekte haben werden, die die Situ-

ist inzwischen auch, dass Quallen robuster als viele Fisch-

ation weiter verschärfen.

109

110

> Ka pi t e l 05

Neue A r ten i n f r emden Rev ier en

> S c h o n l a n g e v e r f r a c h t e n M e n s c h e n L e b e w e s e n v o n e i n e m Te i l d er Welt in

ei ne n a nde r e n – m a nc hm a l unbe a b s i ch t i g t , m a n ch m a l a b e r a u ch b e w u s s t . G a n ze Ö k o s y s t e m e wu r d en d a dur c h be r e i t s v e r ä nde r t . De r K l i m a w a n d e l k ö n n t e d i e s e P r o b l e m e v e r s ch ä r f e n , d e n n m i t der Er wärm ung de s Wa sse r s k önnt e n z uwa n d e r n d e A r t e n h ä u f i g e r g u t e L e b e n s b e d i n g u n g e n v o r f i n d e n.

Di e Ur sa c he n de r Ve r s c h l e p p u n g v o n

nisse ein- bis zweimal pro Jahr an jedem der untersuchten

Meeresorganismen

Orte eine neue Art erfolgreich. Geographische Barrieren können auch durch Kanäle

Seit Menschen die Meere befahren, reisen mit ihnen auch

überwunden werden. So sind bereits mehr als 300 Spezies

andere Arten um den Globus. Dabei handelt es sich nicht

durch den Suezkanal aus dem Indischen Ozean ins Mittel-

nur um nützliche Pflanzen und Tiere oder Schädlinge wie

meer eingewandert. Darüber hinaus werden Flüsse und

Krankheitserreger oder Ratten, sondern vor allem auch um

andere Was­­­­­­serstraßen für den Artenaustausch, wie etwa

Meeresorganismen. Historische Aufzeichnungen und ar-­

zwischen der Ostsee und dem Schwarzen Meer, verant-

chä­o logische Funde belegen, dass Segelschiffe der frühen

wortlich gemacht. Eine weitere wichtige Ursache für die

Entdecker von bis zu 150 verschiedenen Meeresorganis-

Verschleppung von Meeresorganismen ist der Handel mit

men besiedelt waren, die auf oder in den hölzernen Rümp-

lebenden Meeresorganismen für die Aquakultur, die

fen lebten oder Metallteile wie die Anker­k ette als Substrat

Aquaristik oder die Nahrungsmittelindustrie.

nutzten. Störte der Bewuchs, wurden die Lebewesen

Fachleute teilen die Küstengewässer der Welt in insge-

unterwegs abgekratzt. In anderen Fällen blieben die Orga-

samt 232 Ökoregionen auf, die entweder durch geogra-

nismen auf dem verrottenden Rumpf zurück, wenn ein

phische Barrieren wie etwa Landbrücken voneinander

Schiff nicht mehr zu reparieren war. Es überrascht deshalb

getrennt sind oder sich durch unterschiedliche Umweltbe-

kaum, dass viele holzbohrende Arten wie der Schiffsbohr-

dingungen wie etwa den Salzgehalt deutlich voneinander

wurm Teredo navalis heute weltweit verbreitet sind. Ob

unterscheiden. Wie eine Analyse aus dem Jahr 2008

diese Arten schon vor Beginn der europäischen Entde-

er­g ab, wurden durch den Menschen bereits in mindestens

ckungsreisen Kosmopoliten waren, lässt sich heute aller-

84  Prozent dieser 232 Ökoregionen neue Arten einge-

dings nicht mehr feststellen. Wie der Mensch zur Ausbrei-

schleppt. Untersuchungen in Nord- und Ostsee haben

tung vieler Arten beiträgt, weiß man aber sehr genau.

ergeben, dass sich dort jeweils mindestens 80 bis 100 exo-

Durch Globalisierung, Handel und Tourismus werden

tische Arten etablieren konnten. In der Bucht von San

immer mehr Meeresorganismen über die Ozeane trans-

Francisco wurden bereits sogar 212 fremde Arten nachge-

portiert. Es wird geschätzt, dass allein in den Ballastwas-

wiesen, und für die Hawaii-Inseln geht man davon aus,

sertanks von Frachtern, die den Schiffen Gleichgewicht

dass etwa ein Viertel der ohne Mikroskop zu erkennenden

verleihen, ständig mehrere Zehntausend verschiedene

Meeresorganismen eingeschleppt sind. Über die Verbrei-

Arten zwischen geographisch weit entfernten Regionen

tung von Mikroorganismen und anderen Lebewesen, die

unterwegs sind. Die meisten dieser Exoten sterben wäh-

sich nur schwer bestimmen lassen, weiß man aber noch

rend der Reise oder am Zielort, und von den Überlebenden

relativ wenig. Lückenhaft sind die Bestandsaufnahmen

schafft es nur ein Bruchteil, sich erfolgreich zu vermehren

auch für viele Meeresgebiete, die sich nur schwer errei-

und eine neue Population aufzubauen. Doch, wie eine

chen lassen. Fachleute gehen grundsätzlich davon aus,

Untersuchung in sechs Häfen in Nordamerika, Australien

dass sich fremde Organismen künftig durch die Klimaer-

und Neuseeland zeigte, etabliert sich trotz aller Hinder-

wärmung in manchen Regionen noch besser etablieren

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

111

5.9 > In bestimmten Küsten-Ökoregionen der Erde machen sich invasive Arten besonders häufig breit. Betroffen sind vor allem die gemäßigten Breiten. Regionen, in denen Einwanderer

Anzahl invasiver Arten

heimische Arten nicht beeinträchtigen

0

1–2

3–7

8 –15

16 – 30

31– 56

Einschleppung ohne Auswirkungen auf heimische Arten

können. Wärme liebende Lebewesen aus Südostasien

dass es Arten gelingt, auch solche Ökoregionen zu errei-

zum Beispiel könnten dann auch in Gebieten Fuß fassen,

chen, die weit von ihrem natürlichen Herkunftsgebiet ent-

die bislang für sie zu kalt waren.

fernt sind. Mitunter können neue Arten dann zum Problem werden. Sie verdrängen heimische Arten und

N eue Arten veränd er n di e Bi odi v e r si t ä t

können damit die Biodiversität, die Artenvielfalt, verringern. Das kann besonders dann passieren, wenn es am

Viele Exoten fügen sich in die einheimische Flora und Fau-

neuen Standort keine Feinde für sie gibt. Die australische

na ein, ohne diese zu dominieren. Damit erhöhen sie die

Grünalge Caulerpa taxifolia zum Beispiel hatte 15 Jahre

Vielfalt der Artengemeinschaft. Durch Naturkatastrophen

nach ihrer ersten Entdeckung bei Monaco bereits 97 Pro-

können mitunter Lebensräume völlig zerstört werden und

zent aller geeigneten Böden zwischen Toulon und Genua

ganze Artengemeinschaften aussterben. In solchen Fällen

überwachsen und sich bis in die nördliche Adria und nach

entwickelt sich in den betroffenen Regionen häufig durch

Sizilien ausgebreitet. Die Alge bildet Abwehrstoffe, die sie

Neueinwanderung ein ganz neues Artengefüge. Ein Bei-

für die meisten Pflanzenfresser ungenießbar macht. Orga-

spiel dafür ist die Ostsee, die erst nach der letzten Eiszeit –

nismen aber, die sich von Caulerpa ernähren und an die

also in erdgeschichtlich jüngster Zeit – entstand und in

Abwehrstoffe angepasst sind, fehlen im Mittelmeer. Auch

ihrer heutigen Form als Brackwassermeer nur etwa

die asiatischen Algen Sargassum muticum und Gracilaria

7000  Jahre alt ist. Dort hat sich mit der Alge Fucus radi-

vermiculophylla bildeten nach ihrer Einschleppung nach

cans nur eine einzige Art evolutiv entwickelt. Alle ande-

Europa an manchen Küsten monokulturähnliche Bestän-

ren heute heimischen Arten sind aus Lebensräumen wie

de. Der nordpazifische Seestern Asterias amurensis wiede-

der Nordsee oder dem Weißen Meer eingewandert. Die

rum etablierte sich Mitte der 1980er Jahre in Südostaustra-

Arteinwanderung ist also nicht immer problematisch oder

lien. Zwei Jahre nach seiner ersten Entdeckung in Port

durch den Menschen verursacht.

Philipp Bay, einer großen Bucht vor Melbourne, zählte

Seit Christoph Kolumbus 1492 Amerika erreichte, hat

man dort bereits mehr als 100 Millionen Exemplare. Auch

der Austausch zwischen weit entfernten Erdteilen ständig

für den Seestern gab es in seinem neuen Lebensraum so

zugenommen. Damit wird es immer wahrscheinlicher,

gut wie keine Feinde, sodass er einheimische Seesterne,

oder verdrängen, sind grün markiert.

112

> Ka pi t e l 05

rika stammende Rippenqualle Mnemiopsis leidyi vor

Iberische Atlantikküste

25  Jahren zum Zusammenbruch der Küstenfischerei im

Irische See

Schwarzen Meer geführt, das zu jener Zeit bereits durch

Westliches Mittelmeer

Über­f ischung und Eutrophierung ökologisch geschwächt

Adriatisches Meer

war. 1982 wurden dort erstmals Exemplare gesichtet, die

Nordsee

wahrscheinlich mit Ballastwasser eingeschleppt worden waren. Die Art breitete sich rasch aus und verdrängte

Ostsee

dabei einheimische Arten, insbesondere Fische, von deren

Ionische See

Eiern und Larven sie sich ernährte. Die Erträge der Fische-

Levantinisches Meer

rei brachen um fast 90 Prozent ein. 1989 zählte man dort

Ägäisches Meer

mit 240 Exemplaren pro Kubikmeter Wasser die meisten

Anzahl der Arten 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

M. leidyi weltweit. Erst die unbeabsichtigte Einführung der Rippenqualle Beroe ovata, eines Fressfeinds, konnte

5.10 > Anzahl ökologisch oder wirtschaftlich problematischer

die Population zurückdrängen und eine Erholung der

eingeschleppter Arten in besonders betroffenen Meeresregi-

Fischbestände ermöglichen. Auch an der nordamerika-

onen Europas.

nischen Ostküste machen eingeschleppte Arten Probleme. Dort verursachte die europäische Strandkrabbe Carcinus

Muscheln, Krebse und Schnecken stark dezimieren konn-

maenas Ertragsrückgänge in der Muschelfischerei.

te. Die Biomasse der Seesterne übertraf schließlich sogar

Gelegentlich geht von neu eingewanderten Meeresor-

die Gesamtmenge aller in der Region gefischten Meeres­

ganismen sogar eine Gefahr für die Gesundheit des Men-

tiere.

schen aus. Ein Beispiel sind die Mikroalgen der Gattung

In 78 Prozent der 232 Küsten-Ökoregionen der Welt

Alexandrium, die Nervengifte bildet. Alexandrium-Arten

wurden bereits derartige Fälle nachgewiesen, in denen

wurden in letzter Zeit an vielen Küsten entdeckt, an denen

neu eingeschleppte Arten einheimische Arten verdrängten.

sie vor wenigen Jahrzehnten wahrscheinlich noch nicht

Besonders aus den gemäßigten Breiten, jenen Gebieten

vorgekommen waren. Solche Phänomene können durch-

der Erde, in denen es weder besonders heiß noch kalt ist,

aus negative Folgen für den Tourismus haben.

sind viele Fälle bekannt. Abgesehen von Hawaii und Flori-

Fremde Arten werden nicht nur im Ballastwasser von

da liegen die 20 am stärksten von eingeschleppten Mee­

Schiffen über die Meere transportiert. Häufig siedeln

res­o rganismen heimgesuchten Küsten-Ökoregionen aus-­

Unternehmer aus anderen Ländern stammende marine

schließlich im gemäßigten Nordatlantik und Nordpazifik

Organismen für die Zucht in Aquakulturen in artfremden

oder in Südaustralien, und immerhin neun dieser Regi-

Lebensräumen an. Dies mag kurzfristig wirtschaftliche

onen liegen in Europa. Standorte wie die Bucht von San

Gewinne bringen. Es besteht aber die Gefahr, dass die

Francisco werden inzwischen von eingeschleppten Arten

importierte Art einheimische verdrängt und so mittel-

dominiert. Dort werden die fremden Spezies immer öfter

oder langfristig zu ökonomischen oder ökologischen Schä-

als eine Bedrohung für die marine Biodiversität betrachtet,

den führt. Studien haben ergeben, dass von 269 unter-

obwohl bisher noch kein einziger Fall bekannt geworden

suchten eingeschleppten Meeresorganismen immerhin

ist, in dem eingeschleppte Arten zum Aussterben einhei-

34 Prozent bewusst für die Zucht in Aquakulturen impor-

mischer Organismen geführt hätten.

tiert worden sind. Ein Beispiel ist die Japanische Riesen­ auster Crassostrea gigas, die in mindestens 45 Ökoregi-

Die wirtschaftlichen Folgen der

onen angesiedelt wurde und in diesen heimisch geworden

E i nsc hl e ppung f r e m de r Ar t e n

ist. Insbesondere zwischen 1964 und 1980 wurden große Mengen von Saataustern nach Europa importiert. Die öko-

Eingeschleppte Meeresorganismen können der Fischerei

logischen Auswirkungen waren in vielen Fällen verhee-

wirtschaftliche Einbußen bescheren. So hat die aus Ame-

rend. In Nordamerika und Australien bildet die Riesen­

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

113

auster dichte Bestände, die die einheimischen Arten verdrängen. Häufig bewirken die Muscheln außerdem

Ma ß n a h m e n g e g e n d i e A r t e i n s ch l e p p u n g

eine Eutrophierung der Küstengewässer, da sie unverdauliche Partikel mit einem selbst produzierten Schleim aus-

Im Jahr 2004 wurde von der IMO (International Maritime Organization,

scheiden – eine zusätzliche organische Belastung des

Inter­­­nationale Seeschifffahrts-Organisation) eine Konvention zur Ballastwas-

Wassers. Auch in Frankreich wurde beobachtet, dass Rie-

serbehandlung verabschiedet. Die Erstunterzeichnerstaaten, die zusammen

senaustern zur Verschmutzung der Gewässer führen. Außerdem wurde ein Rückgang des Zooplanktons und auch größerer Tiere beobachtet. In den Niederlanden und

für etwa ein Viertel des weltweiten Seeverkehrs verantwortlich sind, verpflichteten sich, in ihren Seehäfen Anlagen zur Behandlung von Ballastwasser zu installieren. 2016 sind solche Anlagen auch an Bord von Schiffen vorgeschrieben. Verstärkt wird die internationale Zusammenarbeit auch durch die

in Deutschland neigt die Riesenauster dazu, auf Miesmu-

Initiativen des ICES (International Council for the Exploration of the Sea,

schelbänken zu siedeln. Damit verdrängt sie eine traditio-

Internationaler Rat für Meeresforschung), der Mitte der 1990er Jahre einen

nell fischereilich genutzte Art.

Verhaltenskodex zum Umgang mit exotischen Arten in der Aquakultur verab-

Man nimmt an, dass neben der Riesenauster mindes­

schiedete und unter anderem Quarantänemaßnahmen empfahl. Der gemein-

tens 32 weitere Arten un­­beab­s ichtigt in die Nordsee ein-

same europäische Markt hat den Artenaustausch zwischen den Mitglied-

geführt wurden – darunter die Pantoffelschnecke Crepi-

staaten der EU erleichtert. Der Transport von Saataustern beispielsweise hat

dula fornicata und die Alge Gracilaria vermiculophylla, die sich beide als ökologisch problematisch erwiesen. Um künftig derartige Schäden zu vermeiden, könnte ein ein-

als Ursache der Arteinschleppung innerhalb der EU inzwischen eine ähnliche Bedeutung wie das Ballastwasser. Zugleich wurde der Import von Austern aus Nicht-EU-Gebieten weitgehend eingestellt. Die internationale Zusammenarbeit innerhalb der EU hat also einerseits den Schutz vor Arteinschleppung aus

heitliches Bewertungssystem hilfreich sein. Mit diesem

außereuropäischen Bioregionen verbessert, andererseits aber den Artenaus-

könnte man einschätzen, wie groß das Potenzial einer Art

tausch zwischen den verschiedenen Bioregionen der EU eher verstärkt.

ist, andere Organismen zu verdrängen. Zudem könnte man damit abwägen, welche Vor- und Nachteile die Einführung einer fremden Art in einen Lebensraum hat. Seit geraumer Zeit versuchen Experten durch Verglei-

Lassen sich Einschleppungen künftig vermeiden?

che zwischen problematischen und harmlosen eingeschleppten Arten Eigenschaften zu identifizieren, die auf

Beim Umgang mit exotischen Meeresorganismen ist Vor-

ein hohes Verdrängungspotenzial hinweisen. So schwim-

sicht geboten, denn Arteinschleppungen ins Meer sind

men beispielsweise manche Algenarten auf, während

meist irreversibel. Eine mechanische Beseitigung bereits

andere absinken. Davon hängt ganz entscheidend ab, ob

etablierter Arten ist praktisch unmöglich. Sie würde auf-

die Art verdriftet und sich ausbreiten kann. Bislang ist es

wendige Taucheinsätze erfordern. Viele Arten durchleben

aber schwierig, von einzelnen Eigenschaften einer Art auf

mikroskopische Überdauerungs- oder Larvenstadien, in

ihr Verdrängungspotenzial zu schließen. Daher wird es

denen sie frei schwimmen. In solchen Phasen entziehen

vielleicht niemals möglich sein, eine sichere Vorhersage

sich die Organismen völlig der Kontrolle. Es ist denkbar,

über das Verhalten einer Art an einem neuen Standort zu

natürliche Feinde im neuen Lebensraum anzusiedeln,

machen, weil zahlreiche Einflussgrößen eine Rolle spie-

aber auch diese Organismen könnten sich später als

len. Erschwert wird die Vorhersage dadurch, dass sich

Bedrohung erweisen. Politik und Umweltmanagement

eine neue Art über einen längeren Zeitraum und mehrere

werden daher verstärkt die wesentlichen Ursachen der

Phasen im neuen Lebensraum etabliert: Auf eine Expansi-

Arteinschleppung kontrollieren müssen. Wichtig wäre

onsphase, in der sich die Art stark verbreitet, folgt meist

dabei eine möglichst lückenlose Überwachung, etwa von

zunächst ein Rückgang, ehe sich die Art völlig an den neu-

Aquakulturen oder Ballastwasser. Alleingänge auf natio-

en Lebensraum angepasst hat. Will man das Verdrän-

naler oder lokaler Ebene dürften aber kaum von Erfolg

gungspotenzial einer Art korrekt einschätzen, muss man

gekrönt sein. Aussichtsreicher sind internationale Strate-

wissen, in welcher dieser Phasen sich die Art gerade

gien, die von allen Anrainern einer Ökoregion getragen

befindet. Das aber lässt sich nur schwer feststellen.

werden.

114

> Ka pi t e l 05

Die Rol le der biolog ischen Viel fa lt i m Meer

> L a n g e Z e i t w a r u n k l a r, i n w i e w e i t d i e b i o l o g i s c h e Vi e l f a l t i m Meer von

B e de ut ung i st . I nz w i sc he n gi l t a l s s i ch e r, d a s s s i e e i n Ö k o s y s t e m f u n k t i o n s t ü c h t i g u n d l e i s t ungsfähig h ä l t . A u ß e r d e m m a c h t s i e L e b e n s r ä u m e w i d e r s t a n d s f ä h i g e r g e g e n U m w e l t v e r ä n d e r u n g e n . Doch das ei nge spi e l t e Ar t ge f üge ge r ä t m e h r u n d m e h r d u r ch e i n a n d e r.

D a s sc hne l l e Ve r sc hw i nde n de r A r t e n

Meer schwimmen. Schnecken und kleine Krebse wiederum weiden von den Großalgen oder vom Seegras auf-

Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert hat

wachsende Mikroalgen ab. Damit stellen sie sicher, dass

die biologische Vielfalt im Meer dramatisch abgenommen.

die strukturbildenden Pflanzen nicht überwuchert wer-

Die Hauptursachen für den Verlust sind die Zerstörung

den und ausreichend wachsen können – das ist ihre Öko-

von Lebensräumen durch Schleppnetzfischerei, die Ver-

systemleistung. Die mikroalgenfressenden Schnecken

schmutzung und Überdüngung der Meere sowie der

und Krebse selbst sind Nahrungsgrundlage größerer räu-

voranschreitende Klimawandel. Die biologische Vielfalt

bernder Krebse und Fische.

schrumpft dabei vermutlich schneller als jemals zuvor in

Da Seegras und Großalgen langlebig und eine schlechte

der Erdgeschichte. Gleichzeitig kennt man nur einen

Futterquelle für weidende Krebse und Schnecken sind,

Bruchteil der Arten in der Tiefsee oder den Polarmeeren,

werden sie recht alt. Sie speichern in ihrer Biomasse für

sodass der Artenverlust im Meer noch weniger als der an

lange Zeit Nährstoffe wie Stickstoff- und Phosphorverbin-

Land erfasst und bewertet werden kann.

dungen, die aus der Landwirtschaft durch die Flüsse ins Meer gespült werden. Seegras und Großalgen fungieren

Wa r u m i s t b i o l o g i s c h e Vi e l f a l t

daher in Küstenökosystemen als eine Art biologische Klär-

im M e e r w i c ht i g?

anlage.

Jedes Ökosystem erbringt bestimmte Leistungen, die für

Verlust der biologischen Vielfalt Konsequenzen für das

Lebewesen essenziell sind. Eine der bedeutendsten

stabile Funktionieren von Ökosystemen hat. Diese Frage

Leistungen von Meeresökosystemen ist der Aufbau pflanz-

kann nach zehn Jahren intensiver Forschung mit einem

licher Biomasse aus Sonnenlicht und Nährstoffen (Primär-

klaren Ja beantwortet werden. Vor allem Experimente in

produktion), die Nahrungsgrundlage aller anderen Arten

Küstenökosystemen wie Seegraswiesen oder Großalgen-

im Meer und letztlich auch des Menschen ist. Etwa die

wäldern haben gezeigt, dass die biologische Vielfalt im

Hälfte der weltweiten Primärproduktion geht auf mikro-

Meer unerlässlich ist, um die oben erwähnten Ökosys­

skopisch kleine Pflanzen zurück, das Phytoplankton im

temleistungen aufrechtzuerhalten. In diesen Experimenten

Meer, das wächst und sich teilt. Eine weitere Ökosystem-

wurde auf unterschiedliche Weise die Arten­v ielfalt ver­

leistung ist die Bildung von Lebensräumen, sogenannten

ringert, um die Ökosystemleistungen von artenreichen

Strukturen, in Küstenökosystemen. So bilden Großalgen,

und artenarmen Gebieten miteinander zu vergleichen. In

Seegras oder Korallen großräumige unterseeische Wälder,

einem Freilandexperiment wurde beispielsweise die An­­

Unterwasserwiesen oder Riffe, die Lebensraum für viele

zahl der Großalgenarten künstlich reduziert, indem man

weitere Arten wie Schnecken, Krebse und Fische sind.

einige zu Beginn der Wachstumsperiode entfernte. Tat-

Die Algenwälder und Seegraswiesen in der Ostsee sind

sächlich verringerte sich in diesem artenarmen Lebens-

lebenswichtige Habitate für Fischbrut und Jungfische, die

raum die Algenbiomasse insgesamt – und damit auch die

hier heranwachsen, bevor sie als Erwachsene ins offene

Nahrung für die Konsumenten sowie die Zahl der verfüg-

Wissenschaftler haben sich gefragt, ob der dramatische

115

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

5.11 > In Kelpwäldern, wie diesem vor Kalifornien, leben Hunderte Fischarten, unter anderem der gelbliche Greenie, Sebastes flavidus.

baren Habitate. In einem anderen Experiment wurde die

führt dazu, dass die eine Algenart dem Licht entgegen-

Artenanzahl der Weidegänger reduziert, welche die auf

wächst und eine Algenkrone ähnlich wie eine Baumkrone

dem Seegras wachsenden Mikroalgen abweiden. Es stellte

bildet, während die andere optimal darunter im Schatten

sich heraus, dass artenarme Weidegängergemeinschaften

wächst. Dies hat zwei Konsequenzen: Erstens können

net man dichte Algen-

insgesamt weniger Mikroalgen abgrasen als artenreiche.

beide Arten stabil zusammenleben, ohne sich gegenseitig

wälder, in denen die

Letztlich führte der Artenverlust zu verringertem Seegras-

zu verdrängen. Zweitens nutzen beide Arten zusammen

wachstum, weil die aufwachsenden Mikro­a lgen die Photo-

das Licht optimal aus. Sie bilden gemeinsam mehr Nah-

um teils mehrere

synthese des Seegrases behindern. Die Experimente zei-

rung für andere Arten als eine Art allein. Diese kom­

Meter lange dünne

gen, dass sich die Verminderung der bio­­­­logischen Vielfalt

plementäre Nutzung der vorhandenen Ressourcen, der

Braun- und Rotalgen.

in beiden Fällen negativ auf die Strukturen des Lebens-

so­g enannte Komplementaritätseffekt, ist ein wichtiges

raums auswirkt – ganz gleich, ob man die Artenzahl der

positives Charakteristikum biologischer Vielfalt.

Produzenten, der Großalgen, oder die der Konsumenten wie beispielsweise der Weidegänger verringert.

Andererseits wird eine Ökosystemleistung wie das Abweiden von Seegras häufig von einzelnen sehr effektiven Arten erbracht. Ein Beispiel: Wirbellose Algenfres-

Wi e f u nktion iert b iol ogi sc he Vi e l f a l t ?

Kelpwald Als Kelpwald bezeich-

Kelpalgen dominieren. Dabei handelt es sich

Kelpwälder kommen vor allem an der Westküste Amerikas, an der Küste Argentiniens, vor der Westküste Afrikas sowie vor Australien und

ser wie etwa Asseln und Schnecken unterscheiden sich in

Neuseeland vor. Sie

ihrer Nahrungspräferenz. Weidende Schnecken haben

sind einzigartige Öko-

Verschiedene Arten haben unterschiedliche physikalische

eine kräftige Raspelzunge und weiden damit vorzugswei-

und biologische Ansprüche. Genau damit lassen sich die

se flache Mikroalgenrasen ab, während Asseln eher hoch

positiven Effekte biologischer Vielfalt erklären. So gibt es

wachsende fadenförmige Algen bevorzugen. Ist die Algen-

Algenarten, die optimal unter starker Lichteinstrahlung

flora auf Seegrasblättern von flach wachsenden Mikro­

wachsen, während andere Schwachlicht bevorzugen. Das

algen dominiert, wird das Seegras hauptsächlich von den

systeme mit charakteristischen Artengemeinschaften.

116

> Ka pi t e l 05

Schnecken beweidet. Enthält das Wasser viele Nährstoffe,

viele Weidegänger gab. Mehr noch: Selbst die Wider-

dominieren eher fädige Algen, und Asseln halten das See-

standskraft von Ökosystemen gegenüber bestimmten Stö-

gras von Algen frei. Welche der beiden Arten diese Leis­

rungen und Umweltveränderungen kann durch genoty-

tung übernimmt, hängt also von der jeweiligen Umweltbe-

pische Vielfalt verbessert werden. So erholte sich ein

dingung ab. Wird eine Ökosystemleistung hauptsächlich

Seegrasgebiet mit hoher genotypischer Vielfalt nach einer

durch eine Art und nicht von mehreren gleichzeitig

ungewöhnlichen Hitzewelle schneller als Gebiete mit

erbracht, spricht man vom Selektionseffekt. Die jeweilige

niedriger Vielfalt.

Umwelt selektiert sozusagen die momentan optimal funktionierende Art.

Vor dem Hintergrund des Klimawandels wird vermutlich die Vielfalt der seltenen Arten oder Genotypen erheb-

Wichtig ist nicht allein die Anzahl der Arten. Von Bedeu-

lich an Bedeutung gewinnen. Diese sind eine potenzielle

tung ist auch, wie viele Individuen der verschiedenen

„biologische Versicherung“ für die Aufrechterhaltung von

Arten vorkommen beziehungsweise welche Art dominant

Ökosystemleistungen. Sie können noch unbekannte Merk­

ist. Der Selektionseffekt bewirkt, dass sich natürliche

male oder genetische Informationen besitzen, die sie unter

Gemeinschaften meist aus wenigen dominanten und vie-

den neuen Umweltbedingungen anpassungsfähig und

len seltenen Arten zusammensetzen. Unter stabilen

damit widerstandsfähiger und produktiver machen als die

Umweltbedingungen werden Ökosystemleistungen, wie

ursprünglich dominanten Arten oder Genotypen.

der Aufbau von Pflanzenbiomasse, deshalb häufig durch einzelne dominante Arten mit optimalen Merkmalen auf-

Wi e g e f ä h r d e t i s t d i e b i o l o g i s ch e Vi e l f alt ?

rechterhalten. Die vielen seltenen Arten spielen hierbei zunächst eine untergeordnete Rolle. Ändern sich aber die

Durch rapide Veränderungen von Wassertemperatur, Salz-

Umweltbedingungen, sind sie häufig am Zug. So kann eine

gehalt und der Nährstoffkonzentration, aber auch durch

zuvor noch unbedeutende Art plötzlich zur vorherr-

Überfischung, Lebensraumzerstörung und eingeschleppte

schenden werden.

Arten wird die biologische Vielfalt im Meer weltweit mit

Auch im Meer dominieren an einem Standort oft sehr

wachsender Geschwindigkeit verloren gehen. Daran gibt

wenige Arten. Es gibt sogar Extremfälle, in denen eine ein-

es keinen Zweifel: In der Summe sind die Störungen so

zige Art überwiegt. Zu diesen Ökosystemen zählen unter

groß, dass weitere Arten verschwinden werden. Damit

anderem Seegraswiesen oder Kelpwälder. Hier wird die

verringert sich auch die stabilisierende Wirkung der ehe-

biologische Vielfalt nicht durch den Artenreichtum, son-

mals vielfältigen Lebensgemeinschaften, was zu gefähr-

dern durch die genotypische Vielfalt der Seegraspflanzen

lichen Effekten führen kann – zu Lebensräumen, die ihre

derselben Art gewährleistet: Zwar gehören alle Pflanzen

Ökosystemleistung nicht mehr erbringen können oder an

zur selben Spezies, in ihrem Erbgut aber gibt es versteckte

Widerstandskraft verlieren. So verwandeln sich Korallen-

Unterschiede.

riffe mit hoher biologischer Vielfalt durch Überfischung

Wie anderswo die Artenvielfalt hält in der Seegraswiese

und Nährstoffeintrag in artenarme Lebensräume, in denen

die genotypische Vielfalt die Ökosystemleis­t ung aufrecht –

wenige Algenarten dominieren. Es fehlt an Rifffischen, die

also die unsichtbaren genetischen Unterschiede zwischen

die Korallen ursprünglich von aufwachsenden Algen frei

den Individuen derselben Art. So zeigten Seegraswiesen,

gehalten haben, sodass sich nun keine neuen Korallenlar-

in denen man experimentell mehrere verschiedene Geno-

ven ansiedeln können.

typen zusammen anpflanzte, höhere Sprossdichten und

Die europäischen Blasentangwälder wiederum werden

eine höhere Gesamtbiomasse. Darüber hinaus erhöhte

durch artenarme Lebensgemeinschaften verdrängt, die

sich auch die Zahl der Weidegänger. Durch die vergrößerte

von Fadenalgen dominiert sind. Fadenalgen aber sind ein

genotypische Vielfalt verbesserte sich folglich insgesamt

schlechter Lebensraum für Jungfische und andere Orga-

die Ökosystemleistung Nahrungsproduktion. Es stand

nismen. Zum einen produzieren sie weniger Sauerstoff,

mehr Seegras zur Verfügung und auch für räubernde

zum anderen speichern sie Nährstoffe zudem nur kurzfris­

Fische verbesserte sich das Nahrungsangebot, weil es

tig, da sie anders als Blasentangwälder vergleichsweise

Auswirkungen des Klimawandels auf das marine Ökosystem <

kurzlebig sind und gern von Schnecken und Krebsen

Blasentangs Fucus vesiculosus, der wichtige Ökosys­t em­

gefressen werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die

strukturen schafft, kann also die Umweltbedingungen und

Fadenalgen und die aufgrund der nun höheren Nährstoff-

damit auch den Lebensraum für andere Arten zu deren

konzentrationen im Meerwasser massiv wuchernden

Nachteil verändern. In letzter Konsequenz führt das dazu,

Phytoplanktonblüten die frischen Tangkeimlinge beschat-

dass die biologische Vielfalt noch weiter schwindet und

ten. Im Ergebnis wird deren Wachstum nachhaltig behin-

das Ökosystem seine Leistung künftig nicht mehr erbrin-

dern. Das Verschwinden einer Art, wie in diesem Fall des

gen kann.

C onc lus i o Die Folgen des K l i m a w a n d e l s f ü r

oder hinreichend verbreiten oder in ihrer neuen

die bio log ische Vi e l f a l t i m M e e r

Lebensgemeinschaft behaupten, werden sie aussterben. In beiden Fällen sind lokale Artverschiebungen

Der globale Klimawandel wird zwangsläufig dazu

zu erwarten. Sensitive Arten verschwinden, oppor-

führen, dass sich in den kommenden Jahrzehnten

tunistische, anpassungsfähigere Arten hingegen

und Jahrhunderten zahlreiche Umweltvariablen

werden häufiger. Zu diesen gehören auch viele ein-

mehr oder weniger gleichzeitig verändern. Wie stark

geschleppte Spezies. Die Neu­s trukturie­r ung des

einzelne Arten und Lebensgemeinschaften davon

Artenmenüs einer Lebensgemeinschaft kann letzt-

betroffen sein werden, hängt von verschiedenen

lich auch die Funktionalität der Gemeinschaft verän-

Einflussgrößen ab. Noch kann niemand sicher

dern. Welche Ökosystemleistungen die marinen

abschätzen, inwieweit sich die Lebensbedingungen

Lebensgemeinschaften in Zukunft erbringen wer-

in verschiedenen marinen Ökosystemen regional

den, ob sie die bislang existierenden besser oder

verändern werden. So könnten antarktische Plank­

schlechter ausüben, ob bislang erbrachte Leistungen

tonalgen von einer Meerwassererwärmung sogar

völlig verschwinden oder sich nur jahreszeitlich

profitieren und Süßwasser liebende Arten in der öst-

oder räumlich verlagern, hängt davon ab, ob die öko-

lichen Ostsee von der Aussüßung ihres Lebens-

logischen Funktionen einer verschwindenden Art

raums. In manchen Lebensräumen wird die Einwan-

durch andere bereits vorhandene oder neu einge-

derung fremder Spezies möglicherweise sogar eine

schleppte Arten ersetzt werden können. In einzel-

Zeit lang die Artenvielfalt erhöhen. In den meisten

nen Fällen mögen Ökosysteme die regionale Verän-

Fällen jedoch wird die Verschiebung von Umweltei-

derung der Artengemeinschaft beispielsweise durch

genschaften zu Stress führen, der die Toleranz der

Zuwanderung verkraften. Global gesehen aber wer-

Organismen übersteigt. So wird der an Kaltwasser

den Arten verloren gehen und Ökosysteme ihr

an­g epasste Blasentang an seinem südlichen Verbrei-

Gesicht verändern. Welche Konsequenzen der Aus-

tungsrand vor Portugal durch die künftige Erwär-

fall einer Art haben kann, zeigt eindrucksvoll das

mung wohl über seine Toleranzgrenzen hinaus

klassische Beispiel des in Kelpwäldern heimischen

gestresst werden. Dieser abiotische Stress könnte

Seeotters. See­o tter ernähren sich unter anderem von

auch dadurch verschärft werden, dass die Verände-

Seeigeln, die Kelptange fressen. Da die Seeotter in

rungen schneller eintreten, als sich die Art daran

manchen Gebieten intensiv bejagt wurden, konnten

anpassen kann. Arten, die sich an die abiotischen

sich die Seeigel explosionsartig vermehren und die

Veränderungen nicht anpassen können, werden sich

Kelpwälder großräumig zerstören. Damit veränderte

in günstigere Habitate zurückziehen müssen, um zu

sich nicht nur der Lebensraum, sondern mancherorts

bestehen. Können sie sich aber nicht schnell genug

sogar die Strömung in Küstennähe.

117

118

> Ka pi t e l 06

6

Von der Ausbeutung einer lebenden Ressource – die Fischerei

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <



> J a h rz e h n te la n g wuc hs die weltweite Fangmenge in der Fisc herei – mit der Fol ge,

das s v i e l e F i s c h b e s tä n d e h e u te a ls ü b e rfis c ht oder z usammengebroc hen gelten. Sc huld sind ei ne verfehl t e F i s c he r e i p o litik u n d e in fa ls ch e s F isc hereimanagement. Kurz fristige G ewinne sc heinen Vor r ang vor e i n e m s c h o n e n d e n u n d l a n g f r i s t i g w i r tschaftlichen Fischfang zu haben. Zwar gab es Versuche, die Situa t i on z u ä nd e rn . B is la n g s in d d ie B e m ü hungen jedoc h oft gesc heitert.

119

120

> Ka pi t e l 06

D ie Me er e sf i sc her e i – St a nd der D i n ge

> Fisch ist eine wichtige Nahrungsgrundlage des Menschen. Der geschät zte

We r t d e s w e l t w e i t a n g e l a n d e t e n F i s c h s b e t r ä g t j ä h r l i c h e t w a 9 0 M i l l i a r d e n U S - D o l l a r. D a m i t i s t d i e F i s c h e r e i e i n b e d e u t e n d e r W i r t s c h a f t s z w e i g . D o c h i n v i e l e n R e g i o n e n d e r We l t m e e r e s i n d d i e Bestände durch permanente Über fischung bedroht .

werden wild gefangene Fische als Besatz zur Aufzucht

R a ubba u i m gr oße n S t i l

genutzt. In Aquakultur aufgezogene Fische zu verzehren Weltweit werden im Fischerei- und Aquakultursektor jähr-

bedeutet also keineswegs, dass dadurch automatisch wild

lich etwa 140 Millionen Tonnen Fisch gefangen bezie-

lebende Fische geschützt würden.

hungsweise Fischereierzeugnisse produziert. Bis Anfang

Der Ausbau der marinen Fischerei hat erheblich zum

der 1990er Jahre war die Entwicklung der marinen Fische-

Schrumpfen und teilweise zum Zusammenbruch der welt-

rei durch eine nahezu kontinuierliche Fangmengensteige-

weiten Fischbestände beigetragen. Von der Überfischung

rung gekennzeichnet. Zwischen 1950 und 1990 vervier-

sind besonders langlebige Arten wie etwa der Rotbarsch

fachten sich die weltweiten Anlandungen von unter

betroffen, die erst in hohem Alter Nachkommen zeugen.

jährlich 20 auf circa 80 Millionen Tonnen. Seit den 1990er

Im Extremfall kann es sogar zum Zusammenbruch des

Jahren ist die Gesamtmenge der im Meer gefangenen

Bestands kommen. So ist beispielsweise der nordwest­

Fische, Mu­­scheln und Krebse in etwa konstant geblieben.

atlan­t ische Kabeljaubestand vor Amerika nach Jahren der

Wegen der großen Nachfrage nach Fischereierzeugnis-

Überfischung zusammengebrochen.

sen wird auch die Fischzucht zunehmend ausgebaut, vor allem in asiatischen Ländern. Der Aquakultursektor gehört

We n n d e r N a ch w u ch s a u s b l e i b t

mit einem jährlichen Wachstum von etwa 7 Prozent zu den am stärksten expandierenden Lebensmittelsektoren.

Auch der Nordsee-Kabeljaubestand wurde durch inten-

6.1 > Das Beispiel des

Sein Anteil an der für den Verzehr bestimmten globalen

siven Fang erheblich reduziert. An ihm lassen sich gerade-

Nordsee-Kabeljaus

Fischproduktion beträgt heute mehr als 40 Prozent. Aller-

zu exemplarisch die Folgen des Raubbaus im Meer aufzei-

bestand zusammen-

dings sind viele der in Aquakultur gezüchteten Fische

gen (siehe Kasten übernächste Doppelseite). Als Bestand

bricht, wenn nicht

Raubfische und benötigen andere Fische als Futter. Wild

bezeichnen Experten eine sich selbst erhaltende Populati-

mehr ausreichend

gefangene Fische werden deshalb zur Fütterung einge-

on einer Spezies in einer geografisch begrenzten Region.

Altfische (Laicher,

setzt. Obwohl die Mengen je nach Fischart stark schwan-

Von besonderer wissenschaftlicher Bedeutung ist der

stehen, die Nach-

ken, werden im Mittel pro Kilogramm produziertem Fisch

Laicherbestand, das heißt die fortpflanzungsfähigen Tiere

wuchs zeugen.

etwa 5 Kilogramm Fischmehl und -öl verfüttert. Zudem

des Fischbestands. Die Welternährungsorganisation der

zeigt, dass ein Fisch-

grün) zur Verfügung

400

150

300

100 50 0

200 100 0

FAO) gibt keine exakten Definitionen für die verschiedenen Zustandsklassen. Der Übergang zwischen dem voll sich erholend

200

zusammengebrochen

500 über fischt

250

voll genutzt

600

Fang (10 0 0 t)

Laicherbiomasse (10 0 0 t)

Vereinten Nationen (Food and Agriculture Organization, 300

genutzten und dem überfischten Zustand beispielsweise ist daher nicht ganz scharf. Als voll genutzt gilt gemäß FAO ein Bestand, der nah am maximalen Ertrag bewirtschaftet wird und keinen Raum für eine Ausweitung der Fänge lässt. Als überfischt gilt ein Bestand, der über ein

1970

19 8 0

19 9 0

20 0 0

nachhaltiges Maß hinaus genutzt wird. Das zeigt sich

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

121

6.2 > Fisch wird heute im großen Stil in Aquakulturbetrieben gezüchtet, wie hier auf der chinesischen Insel Hainan. Die Fischfarmen tragen jedoch nicht zwangsläufig zum Schutz von Wildfischen bei, da dort große Mengen Fischmehl oder wild gefangener Kleinfische verfüttert werden.

daran, dass der Bestand kontinuierlich abnimmt. Zusam-

merzielle Fischerei außerdem zunehmend auf Spezies

mengebrochen ist ein Bestand, bei dem die Fänge auch bei

zurück, die bislang als unrentabel, minderwertig oder als

hohem Fangaufwand deutlich unterhalb des historisch

für den Verzehr nicht geeignet galten.

beobachteten Niveaus liegen. Der Bestand gilt als sich erholend, wenn die Fänge nach einem Zusammenbruch

Vo n d e r S ch w i e r i g k e i t d e r B e s t a n d s s ch ä t zu n g

schließlich wieder zu steigen beginnen. Nach Schätzungen der FAO hat der Anteil überfischter

Grundsätzlich ist es schwierig, die Fischbestände richtig

und zusammengebrochener Bestände seit den 1970er Jah-

abzuschätzen, denn direkt zählen kann man Fische nicht.

ren kontinuierlich zugenommen. Der Anteil noch nicht

So werden die weltweiten Fischbestände heute mithilfe

voll genutzter Bestände wiederum war 2006 um die Hälf-

mathematischer Modelle geschätzt. Eine wichtige Daten­

te niedriger und lag bei etwa 20 Prozent. Ein Grund für

grundlage sind die aktuellen Fangmengenzahlen der

diese Entwicklung ist die immer effizientere Fangtechnik.

Fischerei. Berücksichtigt wird in den Modellen auch der

Dazu zählen technisch verbesserte Hilfsmittel zur Ortung

Aufwand, der getrieben werden muss, um diese Menge

der Fischschwärme und eine steigende Motorleistung der

Fisch zu fangen – beispielsweise die Zahl der Fangtage

Fangschiffe.

oder die Flottengrößen. Denn je weniger Fisch im Meer

Der Bau großer Fabrikschiffe macht es möglich, große

vorhanden ist, desto größer ist der Aufwand, um eine

Mengen Fisch noch auf See einzufrieren. So können

bestimmte Menge Fisch zu fangen. Allerdings werden

Schiffe auch fernab der Anlandungshäfen auf Fischfang

heute nicht alle Fänge gemeldet, sodass die Datengrundla-

gehen. Die Weiterentwicklung der Fangtechniken führt

ge lückenhaft sein kann. In die mathematischen Modelle

auch dazu, dass in immer größeren Tiefen gefischt werden

fließen daher auch Informationen von wissenschaftlichen

kann. Aufgrund mangelnder Alternativen greift die kom-

Probefängen ein, die Fischereibiologen regelmäßig durch-

6.4 > Entwicklung der marinen Fangmengen seit 1950 weltweit.

20 0 6

20 0 4

20 02

20 0 0

19 9 8

19 9 6

19 9 4

19 92

19 9 0

19 8 8

19 8 6

19 8 4

19 82

19 8 0

1978

1976

1974

197 2

1970

19 6 8

19 6 6

19 6 4

19 6 2

19 6 0

19 58

19 56

19 5 4

19 52

19 5 0

Millionen Tonnen L e bendgewic ht

D eut schla nd

Europä ische Union

Ba ngladesch

Südkorea

V iet na m

Mya nma r

Nor wegen

Tha ila nd

Philippinen

Russla nd

Chile

Indien

Ja pa n

USA

Indonesien

Per u

China

Millionen Tonnen

122 > Ka pi t e l 06

16

14 20 07

12

10

8

6

4

2

0

6.3 > Die wichtigsten Fischereinationen nach Fangmenge.

10 0

90 Fa ngmengen welt weit mit China

80 Fa ngmengen welt weit ohne China

70

60

50

40

30

20

10

0

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

30%

Fa ngmenge 20 0 6

25% Ver kauf s wer t 20 0 6 20 % 15% 10 % 5%

6.5 > Fangmengen und Anlandewerte nach Gruppen von Fischarten.

8 9 0 6 822 2 925 58 4 2 14 8 0 58 1 5 0 0 692

1 6 8 6 422

19 825 6 70

3 114 39 8

1 6 42 534

11 535 020 4 18 0 024 6 0 58 4 87

11 757 126 633 6 41

2 49 9 7 37

1 436 4 0 5

10 38 5 3 7 35

112 8 45

6.6 > Fänge nach Regionen in Tonnen Lebendgewicht (2007).

Verschiedene wandernde Fische (z. B. Alosa, Flussaale)

Haie, Rochen, Chimären

Flunder, Heilbutt, Seezunge

Lachse, Forellen, Stinte

Verschiedene demersale Fische (z. B. Haarschwänze, Hechtmuräne)

Nicht identifizier te marine Fische

Kabeljau, Seehecht, Schellfisch

Tunfische, Makrelen, Fächer fische

Verschiedene Küstenfische (z. B. Umber fische, Scheinschnapper)

Verschiedene pelagische Fische (z. B. Lodde, Stachelmakrelen)

Hering, Sardine, Anchovis

0%

123

124

> Ka pi t e l 06

Das Schicksal d e s Ka be l j a us Der nordatlantische Kabeljau, in manchen Regionen, insbesonde­

tungsgebiet an der Ostküste Nordamerikas ein prominentes Bei­

re in der Ostsee, auch als Dorsch bezeichnet, war lange Zeit in

spiel für misslungenes Fischereimanagement. Die mit jährlich

weiten Teilen Nordeuropas und auf den Inseln des Nordatlantiks

etwa 600 000 Tonnen Fanggewicht einst sehr ertragreichen

ein beliebtes Grundnahrungsmittel. Seine Populationsstärke war

Bestände um Neufundland sind nach Jahren der Überfischung

groß, und er war leicht zu fangen. Er war Hauptbestandteil des

zusammengebrochen.

englischen Nationalgerichts Fish and Chips und in Norwegen tra­

Wie konnte es so weit kommen? Nachdem die Fischerei jahr­

ditionell als getrockneter Stockfisch beliebt. Die Lebensräume

hundertelang vor allem nahe der Küste mit kleineren Fischerboo­

der bis zu 1,5 Meter großen, am Meeresgrund lebenden Fische

ten betrieben wurde, begann die Fischereiwirtschaft 1950 mit

sind die Küstengebiete des Atlantischen Ozeans. Der Kabeljau ist

dem industriellen Grundfischfang mit Schleppnetztrawlern auch

sowohl in Küstennähe als auch in Tiefen bis zu 600 Metern zu

in tieferen Gewässern zu fischen. Die Fangmengen stiegen kurz­

finden. Die Nachzucht in Aquakulturbetrieben gestaltet sich bis­

fristig stark an und führten zu einem Rückgang der Populations­

lang schwierig. Wie abhängig die Fischereinationen von den

größe. Die Regulierungsversuche durch internationale Fangquo­

Kabeljaubeständen waren, zeigte sich in den sogenannten Kabel­

ten und die Bemühungen Kanadas, dem Problem durch eine

jaukriegen (Cod Wars) in den Jahren von 1958 bis 1975. Es kam

Ausweitung der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) Herr zu

zu einer Reihe von politischen Auseinandersetzungen, nachdem

werden, konnten den drastischen Ertragsrückgang nicht mehr

Island, in Sorge um traditionelle Fanggründe und die gestiegene

stoppen. Nachdem der Bestand gegen Ende der 1980er Jahre

Konkurrenz durch ausländische Hochseetrawler, die Ausschließ­

vollständig kollabierte, musste 1992 zunächst die industrielle

liche Wirtschaftszone (Kapitel 10) schrittweise von ehemals 3 auf

Fischerei und 2003 schließlich auch die handwerkliche Fischerei

200 Seemeilen ausweitete. Island konnte damit den nordost­

in den Küstengemeinden Neufundlands eingestellt werden, mit

atlantischen Kabeljaubestand vor der Überfischung durch andere

erheblichen sozialen und ökonomischen Folgen. Biologen vermu­

Fischereinationen schützen. Während der nordostatlantische

ten, dass das Meeresökosystem infolge der starken Eingriffe in

Bestand bis heute Erträge von etwa einer Million Tonnen jährlich

einen neuen Zustand gekippt ist, wodurch sich die Bestände trotz

liefert, ist der nordwestatlantische Bestand mit seinem Verbrei­

eines vollständigen Fangstopps nicht wieder erholen werden.

6.7 > Kampf um Fisch: Welche Bedeutung der Wirtschaftsfaktor Fi-

„Andromeda“ (vorn). Aus britischer Sicht kam es zu dem Zusammen­

scherei für manche Nationen hat, wurde während der Kabeljaukriege

stoß, nachdem die „Thor“ versucht hatte, die Fangnetze des bri-

im Nordostatlantik deutlich. Im Streit um die Fanggründe schickten

tischen Trawlers „Portia“ (rechts, Mitte) zu kappen. Bei dem Manö­

England und Island sogar Kriegsschiffe los. Am 7. Januar 1976 kol-

ver änderte die „Thor“ abrupt den Kurs und rammte die Fregatte.

lidierte das isländische Patrouillenboot „Thor“ (links, hinten) etwa

Die Nationen waren so zerstritten, dass Island zeitweilig sogar die

35 Seemeilen vor der isländischen Küste mit der britischen Fregatte

diplomatischen Beziehungen zu Großbritannien abbrach.

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

125

Konsumenten unterschiedlich beliebt. Für seltene Tun-

10 0 % üb er f ischt / zus a mmengebrochen

90%

fischarten werden auf dem asiatischen Markt Preise von

80%

mehr als 100 Euro pro Kilo gezahlt, während Fischer für

70 %

ein Kilo Sprotten nur etwa 10 bis 20 Cent bekommen. Welche Preise für Fischereiprodukte letztendlich zu

60% voll genut z t

50%

erzielen sind, hängt auch davon ab, wie die Fänge verar-

40%

beitet werden. Die Anteile der verschiedenen Verarbei-

30%

tungsformen sind in den letzten Jahren in etwa konstant

6.9 > Verwertung

20 %

geblieben. Etwa drei Viertel des Fischfangs sind direkt für

des Fischfangs nach

den menschlichen Verzehr bestimmt. Davon gelangt etwa

Mengenanteilen

gemä ßig t genut z t

10 %

die Hälfte als Frischfisch zu den Endverbrauchern, ein

0% 1974

19 8 0

19 8 5

19 9 0

19 9 5

20 0 0

20 0 6

sich zum großen Teil

Viertel wird durch Räuchern oder Beizen konserviert oder

um Fischmehl oder

in Konserven auf den Markt gebracht. Die restlichen

vanter Fischbestände deutlich zugenommen.

23  Prozent des Fischfangs werden vor allem für die Futtermittelindus­t rie zu Fischmehl und -öl verarbeitet und

führen. Dazu gehören auch Daten über die Altersstruktur

zum Beispiel zur Aufzucht von Fischen in Aquakul-

der Fischbestände oder die Bestandsdichte.

turen oder zur Aufzucht von Hühnern einge-

wird die Liste der bedeutendsten Fangnationen mit deut-

Non-Food handelt es

Viertel wird zu Tiefkühlware verarbeitet und ein weiteres

6.8 > Weltweit hat die Nutzungsintensität wirtschaftlich rele-

Gemessen am Gesamtgewicht der gefangenen Fische

2006. Beim Bereich

Fischöl, das in Fischfarmen oder in der Tierzucht verwendet wird.

setzt. 23%

Je nach Region hat die Fischerei unter-

lichem Abstand von der Volksrepublik China angeführt,

schiedliche Bedeutung für die Ernäh-

Fr ischf isch

deren jährliche Anlandungsmenge auf mehr als 14 Millio-

rung der Menschen. Der Konsum von

T iefkühlwa re

nen Tonnen geschätzt wird. Mit jährlich etwa 7 Millionen

Fischereiprodukten schwankt vor al-

Konser ven 8%

Trocken-, R äucher f isch

Tonnen Fanggewicht belegt Peru den zweiten Platz. Regi-

lem in Abhängigkeit von der Verfüg-

onal betrachtet sind der Nordwestpazifik (19,8 Millionen

barkeit alternativer Nahrungsquellen

Tonnen) und der Südostpazifik (11,8 Millionen Tonnen)

und der Nähe zum Meer erheblich.

die Fischereigebiete mit den größten Fangmengen über-

Weltweit beträgt die Versorgung mit Fi-

haupt. Der mengenmäßig wichtigste Fisch ist die peru-

schereierzeugnissen, inklusive der Produk-

anische Sardelle mit einer Fangmenge von 7 bis 10 Millio-

te aus inländischer Fischerei und Aquakultur,

nen Tonnen, die unter anderem von Peru gefischt wird,

etwa 16,4 Kilogramm Lebendgewicht je Person pro Jahr

gefolgt vom Alaska-Pollak (2,9 Millionen Tonnen) und

(Durchschnitt 2003 bis 2005). Der Verbrauch in den Län-

dem Atlantik-Hering (2,4 Millionen Tonnen).

dern der Europäischen Union (EU-15) liegt mit einem Pro-

Non- Food 11%

Kopf-Konsum von 25,7 Kilogramm jedoch weit über dieM illiard en verdienen –

sem Durchschnittswert. Im Gegensatz zu Ländern wie

mit Fisch meh l un d Sc hl e m m e r f i l e t s

Spanien (42,6 Kilogramm) und Portugal (55,4 Kilogramm), in denen traditionell viel Fisch gegessen wird, liegt der

Der geschätzte Wert der weltweit angelandeten Fische

Verbrauch an Fischereiprodukten pro Person in Deutsch-

beträgt etwa 90 Milliarden US-Dollar. Noch größer ist die

land mit 14,3 Kilogramm pro Jahr in etwa auf Weltniveau.

Wertschöpfung in der verarbeitenden Industrie, die aus

Weltweit wird die Zahl der Fischer und Aquakulturbe-

dem Frischfisch diverse Fischprodukte herstellt. In ihrem

treiber auf etwa 43,5 Millionen geschätzt, von denen der

ökonomischen Wert unterscheiden sich die einzelnen

Großteil aus den asiatischen und afrikanischen Ländern

Fischarten stark voneiander. Dies liegt einerseits an den

stammt. Mit mehr als 12 Millionen Beschäftigten im Fisch-

unterschiedlich großen Angebotsmengen auf den Welt-

fang und der Aquakultur entfällt der größte Anteil auf die

märkten. Andererseits sind verschiedene Fischarten bei

Volksrepublik China.

20%

37%

126

> Ka pi t e l 06

D ie Ur s ac hen der Ü b er f i sc hu n g

> Gr un d s ä t zl i ch h a t m a n v e r s t a n d e n , w a n n u n d w a r u m F i s ch b e s t ä n d e zu s am -

m e n b r e c h e n . E i n e e n t s c h e i d e n d e R o l l e s p i e l t d i e w e l t w e i t e N a c h f r a g e n a c h F i s c h u n d d i e I ntensität, m i t d e r d e n F i s c h e n n a c h g e s t e l l t w i r d . D o c h s p i e l e n a u c h ö k o l o g i s c h e G r ü n d e e i n e w i c h t ige Rolle. N oc h a be r m uss m a n di e E i nf l u s s f a k t o r e n i m D e t a i l e r f o r s ch e n , u m d i e U r s a ch e n d e r Ü b er f is ch u n g rest l os a uf z uk l ä r e n.

Das Schwinden der Fische – zu k om pl e x f ür e i nf a c he E r k l ä r u n g e n

Außerdem werden die Fangmöglichkeiten durch eine Vielzahl ökologischer Einflussfaktoren determiniert. Das Meeresökosystem umfasst neben den verschiedenen

Ob ein Fischbestand auf lange Zeit erhalten bleibt oder

Fischbeständen, die jeweils durch ihre Bestandsdichte

aber an den Rand des Zusammenbruchs getrieben wird,

und Altersstruktur charakterisiert sind, die belebte und die

hängt davon ab, wie viel man fängt. Diese Fangmenge

unbelebte Umwelt. Zur belebten Umwelt zählen Räuber

wird vor allem durch die Höhe des betriebenen Fischerei-

wie Meeressäugetiere, Vögel und Raubfische, außerdem

aufwands bestimmt. Unter dem Begriff Fischereiaufwand

Beute wie etwa Plankton und andere Fischarten. Auch

fasst man die Flottenstruktur einer Fischerei, das Fangge-

Tier- und Pflanzenarten, die mit den Fischbeständen auf

rät und die Fangtechnik sowie den zeitlichen Umfang der

andere Art in Wechselwirkung stehen, indem sie wie

Fangtätigkeit zusammen. Zum anderen beeinflusst die

etwa Korallen die Lebensumwelt der Fische prägen, gehö-

Nachfrage der Konsumenten, etwa nach be­­stimmten

ren zur belebten Umwelt. Wichtige Parameter der unbe-

Fischsorten oder Verarbeitungsformen, die Fangmengen,

lebten Umwelt sind Temperatur, Salz- und Sauerstoffge-

denn die Nachfrage bestimmt letztlich, in wel­­chem Um-

halt sowie die Qualität des Wassers.

fang sich der Fischereiaufwand für die Fischer lohnt.

Die Wechselwirkungen zwischen den Einflussfaktoren im gesamten Ökosystem sind aufgrund ihrer hohen Komplexität schwer zu bestimmen. Außerdem können sie sich

Nac hh altig es Mana ge m e nt – di e Al a sk a - S e e l a c hs- F i s ch e r e i

im Laufe der Zeit ändern, etwa infolge des Klimawandels (Kapitel 1, 2 und 5). Zudem haben Konsumentennachfrage

Ein Beispiel für gutes und nachhaltiges Management ist die Alaska-Seelachs-

und Fischereiaufwand mittelbar Auswirkungen auf das

Fischerei. Im Pazifik gibt es mehrere Bestände des Alaska-Seelachses, fünf

Meeresökosystem. Je nach Umfang und Zusammenset-

von ihnen werden gemäß den US-amerikanischen Groundfish Fishery Manage-

zung der Fangmenge ändern sich Altersstruktur und

ment Plans (FMPs) bewirtschaftet. In diesen Plänen empfehlen Expertengrup-

Di­c hte der Fischbestände, was wiederum Folgen für das

pen für verschiedene Fischarten genaue Fangmengen. Sie sehen vor, die

Zusammenleben der verschiedenen Meerestier- und Pflan-

Fischbestände nach dem MSY-Prinzip zu befischen. Im Moment liegen die Bestände im Schnitt bereits bei knapp 80 Prozent des Bestandes, der den MSY ermöglicht. Durch den moderaten Fischfang werden dem Meer nur wenige Fische entnommen, vermutlich sogar weniger als nötig. Trotzdem können die Fischer derzeit immerhin etwa 1,1  Millionen Tonnen jährlich fangen, haupt-

zenarten hat. Ö k o l o g i s ch e u n d ö k o n o m i s ch e Z i e l g r ö ß en d e r F i s ch e r e i p o l i t i k

sächlich in der Beringsee und nahe der Aleuten. Die Fischer verwenden Netze, die nur durch das Wasser gezogen und nicht über den Meeresboden geschleppt

In den Absichtserklärungen des Weltgipfels für nachhal-

werden. So werden Bodenlebewesen in großem Umfang geschont. Durch

tige Entwicklung (World Summit on Sustainable Develop-

sorgfältige Wahl von Netzen mit geeigneter Maschenweite und andere tech-

ment, WSSD) in Johannesburg 2002 wurde festgelegt,

nische Maßnahmen wird außerdem der Beifang erheblich reduziert.

welche Fischmenge jährlich maximal gefangen werden sollte, um die Fischbestände der Welt zu schützen. Diese

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

127

6.10 > Schema einer Meeresfischerei. Die weißen Pfeile stehen für den tat-

Fangmenge

Ökosystem Fischbestände s"ESTANDSDICHTE

Zusammensetzung

sächlichen Weg vom Fischereiaufwand

s'RڔEN s!LTER

Flottenstruktur

Die dunkelgrünen

s!NZAHLUND!RTDER3CHIFFE

Pfeile stellen die

s'RڔE4ONNAGE

s!LTERSSTRUKTUR

s-OTORLEISTUNG

Belebte Umwelt

Fangerät/-technik

s2ÊUBERUND"EUTE

s&ANGLEISTUNG

s7ECHSELWIRKUNGALLER!RTEN

s3ELEKTIVITÊT

Unbelebte Umwelt

Fangtätigkeit

s4EMPERATUR

s:EITPUNKTIM*AHR

s3ALZGEHALT s3AUERSTOFFGEHALT s7ASSERQUALITÊT

Nachfrage

s$AUERDER&ÊNGE

Konsumenten s+ONSUMPRÊFERENZEN s6ERARBEITUNG

Fangmenge wird als maximaler nachhaltiger Ertrag (MSY,

chend groß ist. Analog zum MSY bezeichnet man den

maximum sustainable yield) bezeichnet. Der MSY gibt die

nachhaltigen Ertrag, bei dem diese Differenz am größten

größtmögliche jährliche Fangmenge für einen Fischbe-

ist, als maximalen ökonomischen Ertrag (MEY, maximum

stand an, die über einen unbefristeten Zeitraum angelan-

economic yield).

det werden kann, ohne den Bestand zu gefährden. Wie viel Fisch dauerhaft gefangen werden kann, hängt von der

Fisch aus dem Meer zum Konsumenten.

s!RTEN

Ö k o n o m i s ch e A n r e i ze zu r Ü b e r f i s ch u n g

Größe des Fischbestands ab. Bei vielen Fischbeständen liegt die MSY-Bestandsgröße bei etwa der Hälfte des natür-

Aus ökonomischer Sicht entsteht das Problem der Überfi-

lichen Gleichgewichtsbestands ohne Fischerei. Da sich

schung, weil es sich bei Meeres-Fischbeständen um eine

Fischarten hinsichtlich ihres ökonomischen Wertes unter-

sogenannte Gemeinschaftsressource handelt: Ein gefan-

scheiden, ist die ökonomisch relevante Größe nicht die

gener Fisch gehört dem Fischer, nicht so aber ein Fisch im

Fangmenge in Tonnen, sondern der Wert des Fangertrags.

Meer. Volkswirtschaftlich gesehen hat ein Fisch im Meer

Daneben sind die Fangkosten die zweite wichtige ökono-

dadurch einen Wert, dass er sich reproduziert und auch

mische Größe der Fischerei. Ein höherer Fangaufwand

selbst weiter an Gewicht zunimmt. Das bedeutet, dass der

führt aufgrund höherer Betriebskosten, wie Aufwen-

Fangertrag in der Zukunft steigt, wenn der Fisch im Meer

dungen für Löhne, Treibstoff und Ausrüstung, zu höheren

bleibt. Einen Fisch zu fangen hat also einen Preis, da die-

Kosten. Fischen lohnt sich vor allem dann, wenn die Diffe-

ser Wert dann verloren geht. Bei überfischten Beständen,

renz zwischen dem Fangertrag und den Kosten hinrei-

die eine Erholung besonders nötig haben, kann dieser

Wirkungen der Konsumentennachfrage und des Fischereiaufwands auf die Fangmenge und das Meeres-Ökosystem dar.

128

> Ka pi t e l 06

6.11 > Auch heute noch ist die Hochseefischerei Knochenarbeit. Längst aber hat man die Schiffe mit modernster Fang- und Ortungstechnik ausgestattet, um den Fischen nachzustellen.

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

129

Preis sogar größer sein als der Marktpreis eines gefangenen Fischs. Da es sich bei Fisch um eine Gemeinschafts-

B i s w a n n s i ch F i s ch e n l o h n t

ressource handelt, zahlt bei einer offenen, vollkommen unregulierten Fischerei jedoch niemand den wahren

Ob sich das Fischen langfristig lohnt, lässt sich ermitteln, indem man den

volkswirtschaftlichen Preis. Aus diesem Grund werden

Ertrag, die Fangkosten und den Aufwand zusammen betrachtet. Ein

die volkswirtschaftlichen Kosten des Fischfangs unter-

bestimmter langfristig konstanter Aufwand führt zum maximalen nachhal-

schätzt, und es wird deutlich mehr gefangen, als ökono-

tigen Ertrag (MSY). Dieser gibt die größtmögliche jährliche Fangmenge für

misch sinnvoll ist. Hat ein Fischbestand die Größe, die den maximalen ökonomischen Ertrag erlaubt, dann gibt es für den einzelnen Fischer einen starken Anreiz, zusätzliche Schiffe ein-

einen Fischbestand an, die über einen unbefristeten Zeitraum angelandet werden kann, ohne den Bestand zu gefährden. Der MEY (maximaler ökonomischer Ertrag) wiederum ist eine monetäre Größe. Er entspricht dem maximalen jährlichen Gewinn aus dem Fischfang und ergibt sich aus der maximalen Differenz von Ertrag und Fangkosten. Der MEY wird schon bei einem

zusetzen oder zusätzliche Schichten zu fahren, um so sei-

geringeren Aufwandsniveau erreicht als der MSY. Ohne Regulierung würde

nen persönlichen Gewinn weiter zu erhöhen. In einer

der Fangaufwand so lange erhöht, wie es sich lohnt, Fische zu fangen, also

offenen Fischerei führt das dazu, dass der Aufwand so lan-

solange der Gewinn aus dem Fischfang positiv ist. Der Aufwand ohne Regu-

ge gesteigert wird, bis für praktisch keinen Fischer mehr

lierung ergibt sich als der Punkt, bei dem Fangertrag und Kosten gleich hoch

Gewinne möglich sind.

sind.

vielen Fällen durch direkte oder indirekte Subventionen gesenkt. Jährlich werden weltweit über 10 Milliarden USDollar in Form von Treibstoffvergünstigungen oder Modernisierungsprogrammen gezahlt, etwa 80 Prozent davon in den Industriestaaten.

werden, um den gesamten wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren, das heißt den maximalen ökonomischen

Aufwand ( Fangtage)

Ertrag zu realisieren. Die aufgrund der Überfischung entgangenen zukünftigen Erträge schätzt die Weltbank derzeit auf etwa 50 Milliarden US-Dollar jährlich – eine

Fischerei (IUU-Fischerei, illegal, unreported and unregu­

erhebliche Summe im Verhältnis zum gesamten Wert der

lated) werden infolgedessen Bemühungen zur Erhaltung

weltweit angelandeten Fische von rund 90 Milliarden US-

der Bestände behindert. IUU-Fischerei betreiben nicht

Dollar.

nur einzelne Privatunternehmen, die bewusst gegen Rech-

Eine große zusätzliche Schwierigkeit für eine erfolg-

te verstoßen. Hinzu kommen Fahrzeuge, die unter der

reiche, im Sinne des MEY regulierte Fischerei liegt darin,

Fahne von Nationalstaaten agieren, deren Auflagen nicht

die Regulierung dauerhaft durchzusetzen und zu kontrol-

den internationalen Standards entsprechen oder die nicht

lieren. Die Profitabilität der Fischerei kann nämlich dazu

in der Lage sind, Kontrollmechanismen zu etablieren. Die

führen, dass Fischer versucht sind, durch illegale Anlan-

IUU-Fischerei schadet daher vor allem der handwerk-

dungen hohe Gewinne zu erzielen. Schätzungen gehen

lichen Fischerei in den Küstengebieten der Entwicklungs-

davon aus, dass etwa ein Drittel der Produkte, die in den

länder. Weltweit schätzt man den wirtschaftlichen Scha-

Handel gelangen, illegal oder unter Umgehung internatio-

den der IUU-Fischerei auf bis zu 10 Milliarden US-Dollar

naler Abkommen gefangen wurde. Durch die illegale

jährlich.

ko

ste

n

rag

Berechnungen der Weltbank zufolge müsste der weltweite Fischereiaufwand um 44 bis 54 Prozent gesenkt

g an

Er t

Er trag/Kosten (Euro)

liegen. So werden die individuellen Kosten der Fischer in

F

Er trag ohne Regulierung

Fischereiaufwands bereits über dem Wert des Fangertrags

maximaler ökonomischer Er trag

haltung der Fischerei, auch wenn die direkten Kosten des

maximaler nachhaltiger Er trag

Zudem ermöglichen staatliche Beihilfen die Aufrechter-

130

> Ka pi t e l 06

K la s si sc he A n sät ze de s F i sc her e i ma na gement s

> S c h o n s e i t v i e l e n Ja h r e n v e r s u ch e n B e h ö r d e n , d e n F i s ch f a n g du r ch ver-

s c hi e de ne Re gul i e r ungsi nst r um e n t e zu k o n t r o l l i e r e n , u m d i e B e s t ä n d e zu s ch o n e n . D a zu g eh ö r en Fa ngquot e n, di e Be gr e nz ung der F a n g t a g e o d e r a u ch d e r Mo t o r l e i s t u n g d e r S ch i ff e . D o ch viele Maß n a h m e n v e r p u ff e n , w e i l Q u o t e n u n d B e g r e n z u n g e n n i c h t h i n r e i c h e n d k n a p p b e m e s s e n s ind, nicht a u s r e i c h e n d k o n t r o l l i e r t w i r d od e r w e i l d i e R e g l e m e n t s s c h l i c h t a m F i s c h e r e i a l l t a g v o r b e i g ehen.

Wi e si c h Übe r f i sc hung v e r m e i d e n l ä s s t

ren. Gesamtfangmengen genügen in der Regel jedoch nicht, um wirtschaftliche Effizienz sicherzustellen. Denn

Überfischung bedeutet, dass die jährlichen Fangmengen

wenn eine neue Fangsaison mit begrenzter Gesamtquote

weder nachhaltig noch wirtschaftlich sinnvoll sind. Letzt­

beginnt, wird jeder Fischer versuchen, sich einen mög­

lich sind die zu hohen Fangmengen das Ergebnis eines zu

lichst großen Anteil der Quote zu sichern, indem er einen

hohen Fangaufwands. Da die Fischbestände schrumpfen,

kurzfristig sehr hohen Fangaufwand betreibt. Ist die Quo­

muss man immer mehr Aufwand betreiben, um eine

te dann nach relativ kurzer Zeit erschöpft, bleibt die Fang­

bestimmte Menge Fisch zu fangen. Die Fischereipolitik

kapazität bis zur nächsten Fangsaison ungenutzt. Um für

oder ein zentrales Fischereimanagement setzt daher ent­

einzelne Fischer Planungssicherheit über die gesamte

weder direkt bei den Fangmengen oder indirekt beim

Fangperiode zu schaffen, wird die Gesamtfangquote daher

Fischereiaufwand an.

auf einzelne Schiffe, Fischer oder Produktionsgemein­ schaften verteilt.

D i e F a ngm e nge n v e r r i nge r n 6.12 > Auf dem

Ansätze der Fischereipolitik, bei denen Fischer auf die eine oder andere Weise das Recht erhalten, langfristig

Tokioter Fischmarkt

Um die gesamte Fangmenge auf das biologisch und wirt­

Fisch in einer von ihnen selbst bestimmten Menge zu fan­

werden tiefgefrorene

schaftlich sinnvolle Maß zu beschränken, legen die Behör­

gen, bezeichnet man als rechtebasiertes Fischereimanage­

Tunfische gehandelt.

den Gesamtfangquoten (total allowable catch, TAC) fest.

ment. Prominentestes Beispiel sind individuell transferier­

Idealerweise sind die Gesamtfangquoten so gewählt, dass

bare Quoten (individual transferable quotas, ITQs). Bei

sie langfristig zum maximalen ökonomischen Ertrag füh­

dieser Methode bekommen Fischer individuelle Fangquo­

Japan ist die fünftgrößte Fischereination der Welt.

ten zugeteilt, die sie frei mit anderen Fischern handeln können. Das führt dazu, dass Fischer, die relativ unwirt­ schaftlich arbeiten, ihre Quoten verkaufen werden, wäh­ rend wirtschaftlichere Betriebe Quoten hinzukaufen. Langfristig hat dies zur Folge, dass sich die Quoten auf wenige Fischereibetriebe konzentrieren und die erlaubte Gesamtfangmenge insgesamt zu geringeren Kosten einge­ bracht wird. In der Tat sind solche Konzentrationsprozesse zu be­­ obachten. In Neuseeland zum Beispiel, wo es seit 1986 ein System individuell transferierbarer Quoten gibt, lag die Zahl der Quotenbesitzer im Jahr 2000 um etwa ein Drittel niedriger als im Jahr 1990. Ganz offensichtlich las­ sen sich nicht alle gesellschaftlichen Ziele durch individu­ ell transferierbare Quoten allein erreichen, etwa dann

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

/UTPUTFangmenge

131

6.13 > Klassische )NPUTFischereiaufwand

Ansätze im Fischereimanagement können entweder direkt bei

Gesamtfangquote (TAC) s"EGRENZUNGDERMAXIMALEN &ANGMENGEJE!RT

Fanglizenzen und Kapazitätsbegrenzungen s6ERGABEVON&ISCHEREILIZENZEN s"EGRENZUNGDER&ANGLEISTUNG

den Fangmengen ansetzen oder versuchen, den Fischereiaufwand zu beschränken. Die Kontrolle der Vorgaben ist oftmals

Abgaben auf Anlandungen s:AHLUNGENJE4ONNEANGELANDETER &ISCHE

Ausrüstungsbeschränkung s6ORGABENZUR3TEIGERUNGDER3ELEKTIVITÊT s6ERBOTVON&ANGMETHODEN

Individuelle (handelbare) Quoten s:UWEISUNGVON!NTEILEN DER'ESAMTFANGQUOTE ANEINZELNE&ISCHER5NTERNEHMEN

Subventionen /Besteuerung von Inputs s4REIBSTOFFVERGàNSTIGUNGEN s5NTERSTàTZUNGVON -ODERNISIERUNGSMA”NAHMEN

Größen- und Geschlechtsvorgaben s&ESTLEGUNGVON-INDESTGRڔEN

Begrenzung der Fangtage s!NZAHLDER4AGEAUF3EE s"ERàCKSICHTIGUNGVON3CHONZEITEN

nicht, wenn man kleine, wirtschaftlich nicht so effiziente

be­l egen, dass diese Art des Managements nicht nur wirt­

Fischereibetriebe erhalten möchte. Da kleine Fischereibe­

schaftliche Effizienz, sondern darüber hinaus auch die

triebe ihre Quoten freiwillig verkaufen, sind sie aber

Nachhaltigkeit der Fischerei fördert. So lag der Anteil

dadurch offenbar besser gestellt als ohne die Möglichkeit

zusammengebrochener Bestände in derartig regulierten

des Quotenhandels.

Fischereien bei 14 Prozent. Dieser Wert liegt damit weit

Quoten werden in der Regel nach Fischarten getrennt in Tonnen angegeben. Der tatsächliche Fang besteht

unter dem Wert von 28 Prozent, der sich bei Fischereien ergibt, in denen solche Rechte fehlen.

jedoch aus Fischen verschiedener Altersklassen, verschie­

Als Alternative zu handelbaren Quoten ließe sich Über­

dener Qualität und damit unterschiedlichen Werts. Das

fischung auch mithilfe von Fangabgaben regulieren. Fang­

verleitet Fischer häufig zum High-Grading. Darunter ver­

abgaben wirken ähnlich wie individuell handelbare Quo­

steht man den Rückwurf minderwertiger Fänge in das

ten. Der Unterschied besteht darin, dass der Fischer nicht

Meer, um die Quote mit hochwertigen Fischen zu füllen.

für zusätzliche Quoten zahlt, sondern pro Menge tatsäch­

Diese Praxis reduziert die Bestände, ohne dem Verbrau­

lich gefangenen Fischs einen bestimmten Betrag an eine

cher einen Nutzen zu bringen. In manchen Fischereien

Behörde abführt. Die Fangabgabe sorgt dafür, dass der

beträgt der Anteil der Rückwürfe 40 Prozent der Fänge

Fisch seinen wahren volkswirtschaftlichen Preis bekommt,

und mehr. Dieser sogenannte Beifang wird wie Abfall ins

sodass kein Anreiz zur Überfischung mehr besteht. Sie

Meer geworfen.

kann jedoch nur dann optimal festgesetzt werden, wenn

Die Bilanz des rechtebasierten Fischereimanagements

Informationen über die Struktur und die Größe der Fisch­

ist trotz dieser Effekte aber insgesamt als positiv zu bewer­

bestände vorliegen, ähnlich wie bei der Festlegung von

ten. Neue Untersuchungen mit großen Datensätzen

Fangquoten.

mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

132

> Ka pi t e l 06

Ein Neg ativbeispi e l – da s E U- F i sc he r e i m a na ge m e n t Ein Beispiel für ein weitgehend gescheitertes Fischereimanagement

untergräbt regelmäßig die vom Ministerrat jährlich festgesetzten

ist die gegenwärtige Gemeinsame Fischereipolitik (GFP) der Europä-

Fangquoten.

ischen Gemeinschaft. Die GFP hat zum Ziel, die Nachhaltigkeit der

Um dem entgegenzuwirken, wurde 2007 die EU-Fischereiauf-

Fischbestände und die Wettbewerbsfähigkeit der Fischereiwirtschaft

sichtsbehörde (EUFA) gegründet. Sie hat die Aufgabe, die Überwa-

zu fördern. Nichtsdestotrotz haben sich in den vergangenen Jahren

chung, Kontrolle und Durchsetzung der GFP-Vorschriften zu koordi-

nicht nur die Fischbestände zum Teil dramatisch verringert, auch die

nieren. Jedoch fehlt es noch immer an zuverlässigen Daten über

Gewinne der Fischereiwirtschaft sind ganz erheblich zurückgegan-

Fangmengen, Regelverstöße und illegale Fischerei. Manches spricht

gen.

auch dafür, dass die EU-Kommission das Fehlverhalten der Mitglied-

Das hat vor allem einen Grund: Zwar gibt die EU-Kommission dem

staaten kaum sanktioniert. Von der Möglichkeit, einzelne Mitglied-

EU-Ministerrat alljährlich auf Grundlage wissenschaftlicher Erkennt-

staaten nach Artikel 226/228 EG-Vertrag vor dem Europäischen

nisse Empfehlungen zur zulässigen Gesamtfangmenge. Diese werden

Gerichtshof (EuGH) zu verklagen, weil sie die Maßnahmen der GFP

jedoch häufig vom Ministerrat übergangen, denn für die Minister

in ihrem Land nicht durchsetzen, macht die Kommission nur selten

geht der kurzfristige Schutz von Arbeitsplätzen in der Regel vor

Gebrauch.

Nachhaltigkeit. So liegt die jährliche Fangmenge im Durchschnitt

Zusätzlich schaffen Subventionen für die europäische Fischerei-

48  Prozent über der wissenschaftlichen Empfehlung. Der Befund,

wirtschaft falsche Anreize. Zwischen den Jahren 2000 und 2006 wur-

dass 88 Prozent der europäischen Bestände gemessen am maximalen

den rund vier Milliarden Euro an Subventionen gezahlt, unter ande-

nachhaltigen Ertrag (MSY) überfischt sind, ist auch auf diese zu

rem für die Modernisierung von Flotten und für die fischver-

hohen Fangmengen zurückzuführen. Darüber hinaus sind die Min-

arbeitende Industrie. Zugleich gibt es zahlreiche Vorschriften, wie

destanlandegrößen der Fische sogar so klein, dass 50 Prozent der

diese Subventionen im Einzelnen eingesetzt werden dürfen. Diese

Fische gar keine Chance zur Reproduktion haben, bevor sie gefangen

sollen verhindern, dass die Überkapazitäten der Fischereiflotte ver-

werden. Die Maschenweite der gesetzlich zugelassenen Netze ist

größert werden. Insgesamt bestehen in der EG schätzungsweise 2000

wiederum so klein, dass sogar noch kleinere Fische als die erlaubten

fischereibezogene Regeln und Vorschriften, die oft nur schwer zu

Mindestanlandegrößen gefangen werden können. Diese Fische – bis

verstehen und zum Teil sogar widersprüchlich sind. Aus juristischer

zu 40 Prozent des Fangs – werden in der Regel tot ins Meer zurück-

Sicht besteht ein weiterer Grund für das Scheitern der GFP in der

geworfen.

mangelnden Transparenz dieser von der EG beschlossenen Maßnah-

Die GFP setzt eine Vielzahl regulierender Instrumente ein, wie

men.

zum Beispiel Beschränkungen der jährlichen Fangmenge, der Fang-

Eine Einigung zwischen den zuständigen Ministern der Mitglied-

tage, der Zahl, Größe und Motorleistung der Fangschiffe. Neben

staaten, die im Ministerrat über die jährlichen Gesamtfangmengen

zahlreichen Bestimmungen bezüglich der Fangtechnik, beispielsweise

entscheiden, ist angesichts der unterschiedlichen Interessen, Priori-

der Maschenweiten der Netze, können bestimmte Fanggebiete ge-

täten und politischen Wahltermine nur schwer zu erzielen. Insofern

schlossen werden.

handelt es sich bei den beschlossenen Maßnahmen der GFP regelmä-

Diese Regulierungen müssen durch Kontrollen und Sanktionen

ßig um den kleinsten gemeinsamen Nenner. Angesichts der Missstän-

durchgesetzt werden. In einer so heterogenen Staatengemeinschaft

de plant die EU eine weitreichende Reform der GFP. Gegenwärtig

wie der EG ist das allerdings sehr schwierig, denn jeder Mitgliedstaat

werden zahlreiche Vorschläge diskutiert, wie eine neue GFP, die im

setzt diese Kontrollen unterschiedlich effektiv um. Für einen Mit-

Jahr 2012 beschlossen werden soll, ausgestaltet werden könnte. Um

gliedstaat gibt es kaum einen Anreiz, seine Fischer streng zu kontrol-

die neue GFP zu legitimieren, sollen die bestehenden regionalen

lieren, wenn Nachbarstaaten, die in denselben Gewässern fischen,

Beratungsgremien, die die verschiedenen Interessengruppen der Fi­­

dies nicht tun.

scher, Wissenschaftler, Politiker und Umweltverbände zusammenfüh-

Ein weiteres Problem besteht darin, dass Beifang nicht erfasst und

ren, ausgebaut werden. Zwar ist es noch zu früh für eine abschlie-

nicht sanktioniert wird. Fischer können so über ihre Quote hinaus

ßende Bewertung. Es ist aber zu hoffen, dass auf diesem Weg ein

fangen und den jeweiligen Überschuss wieder über Bord werfen. Die-

höheres Maß an Transparenz und eine breitere Unterstützung für die

se durchaus gängige Praxis, die als High-Grading bezeichnet wird,

Ziele der GFP erreicht werden.

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

Festleg un g d er Ge sa m t f a ngquot e n ( TAC) im Rahmen d er ge m e i nsa m e n F i sc he r e i pol i t i k

Europäische Kommission s'ENERALDIREKTION -ARITIME!NGELEGENHEITEN UND&ISCHEREI 6ORSCHLAGDER 'ESAMTFANGQUOTE AUF"ASISDER WISSENSCHAFTLICHEN %MPFEHLUNGENAN DENu-INISTERRATh

Rat der Europäischen Union s2ATFàR,ANDWIRTSCHAFT UND&ISCHEREI u-INISTERRATh *ÊHRLICHE-EHRJÊHRIGE &ESTLEGUNGDER 'ESAMTFANGQUOTEUND 6ERTEILUNGANDIE -ITGLIEDSLÊNDER

Wissenschaftliche Beratung s)NTERNATIONALER2AT FàR-EERESFORSCHUNG)#%3 s7ISSENSCHAFTLICH TECHNISCHER UNDWIRTSCHAFTLICHER &ISCHEREIAUSSCHUSS34%#& 3CHÊTZUNGDER"ESTANDS ENTWICKLUNGENUND %MPFEHLUNGVON 'ESAMTFANGQUOTEN

Fischereiaufsicht s%UROPÊISCHE&ISCHEREI AUFSICHTSBEHÚRDE#&#! s.ATIONALE"EHÚRDEN Z. "",%IN$EUTSCHLAND %RFASSUNGDER&ANGMENGEN UND+ONTROLLEDER GESETZLICHEN6ORGABEN DURCH)NSPEKTIONEN

Fischerei s5NTERNEHMEN UND0RODUKTIONS GEMEINSCHAFTEN Nationalstaaten )N$EUTSCHLAND s"UNDESMINISTERIUMFàR %RNÊHRUNG ,ANDWIRTSCHAFT UND6ERBRAUCHERSCHUTZ "-%,6 s"UNDESANSTALTFàR,AND WIRTSCHAFTUND%RNÊHRUNG ",% 5MSETZUNGDER&ISCHEREI POLITIKUND6ERTEILUNG DERNATIONALEN1UOTEN ANEINZELNE&ISCHER

-ELDUNGDER &ANGMENGEN

REGIONENUND

ZEITENANDIE !UFSICHTSBEHÚRDEN

133

134

6.14 > Verschiedene

> Ka pi t e l 06

Fanggerät

Funktionsweise

Beifang anderer Fischarten

Beifang von Schildkröten, Seevögeln oder Säugetieren

Negative Folgen für den Meeresboden

Stellnetz

Das Stellnetz wird an einer Position im Wasser verankert; Fisch verfängt sich in den Maschen

Gering; nicht zuletzt, weil gezielt in ausgesuchten Gebieten eingesetzt

Zum Teil hoch; Einsatz von akus­ tischen Schreckgeräten (Pinger) kaum wirkungsvoll

Gering

Reuse

Die Reuse wird an einer Position im Wasser verankert; Fisch wird in blind endendem Netzsack gefangen

Unproblematisch, weil der Beifang überlebt

Netze sollten gegen Vögel abgedeckt werden; über verfangene Säugetiere und Schildkröten liegen kaum Informationen vor

Gering

Ringwade

Die Ringwade ist ein Netz, das kreisförmig um einen Schwarm gelegt und dann am unteren Rand zusammengezogen wird, sodass die Fische wie in einem Kescher gefangen sind

Gering, da gezielt Fischschwärme einer Art befischt werden

Häufiger Beifang von Delfinen, inzwischen sind Fluchtmöglichkeiten eingebaut

Keine

Pelagisches Schleppnetz

Die trichterförmigen Netze werden von ein oder zwei Schiffen geschleppt. Die Fische werden wie mit einem Kescher eingefangen und sammeln sich am Ende des Netzes in einer Tasche, dem sogenannten Steert

In manchen Gebieten problematisch, abhängig von der Zielart

Gering

Keine

Grundschleppnetz

Funktionsweise wie beim pelagischen Schleppnetz, nur direkt über den Boden gezogen

In manchen Gebieten problematisch, abhängig von der Zielart

Gering

Hoch, abhängig von der Beschaffenheit des Grundtaus

Baumkurre

Das Netz wird an einem schweren Metallgestänge über den Meeresboden geschleppt

In manchen Gebieten problematisch, abhängig von der Zielart

Gering

Sehr hoch, Gestänge und Ketten durchpflügen zentime­ tertief den Boden

Langleine

An einer langen Mutterleine wird eine große Zahl kleiner Nebenleinen mit zahlreichen Haken und Ködern befestigt

In manchen Gebieten problematisch, abhängig von der Zielart; häufigster Beifang sind Haie

In manchen Fischereien problematisch, gefährlich für Seevögel und Schildkröten

Keine

Fischereimethoden wirken sich unterschiedlich stark auf die Fischbestände und die Meeresumwelt aus.

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

135

Die große Schwierigkeit besteht darin, dass Fischer der­ artige direkte Zahlungen ablehnen, da sie ihre Gewinne im Gegensatz zu kostenlos vergebenen Quoten schmä­ lern. So spielen Fangabgaben in der praktischen Fischerei­ politik gegenwärtig tatsächlich nur eine untergeordnete Rolle. D en Aufwand beschr ä nk e n

Der Fischfang lässt sich nicht nur durch die Festlegung von Fangmengen, sondern auch durch eine Begrenzung des Fischereiaufwands regulieren. So lässt sich die Fang­ kapazität begrenzen, indem nur eine bestimmte Zahl an Lizenzen für Fangschiffe vergeben oder indem die Motor­ leistung oder die Größe der einzelnen Schiffe begrenzt wird. Darüber hinaus kann die Fangdauer beschränkt werden, beispielsweise durch eine bestimmte Zahl von Fangtagen auf See.

D i e F a n g r e ch t e v e r t e i l e n

6.15 > Das Dynamitfischen ist fast

Eine aufwandsbasierte Regulierung bietet jedoch auch

überall verboten, weil

Schlupf­­­­­­­­­löcher. Nicht selten umgehen Fischer die begrenzten

Eine Alternative zu zentralen Fischereimanagement-An-

Fangzeiten, indem sie die Fangkapazität erhöhen. Auf die­

sätzen sind territoriale Nutzungsrechte (territorial use

se Weise kann die gleiche Menge Fisch in wenigen Tagen

rights in fisheries, TURF). Dabei wird einzelnen Nutzern

enden. In Gebieten,

auf See gefangen werden. Ein bekanntes Beispiel ist die

oder bestimmten Nutzergruppen wie etwa Genossen­

die von Behörden

pazifische Heilbutt-Fischerei, bei der Ende der 1980er Jah­

schaften langfristig das Recht zugestanden, ein räumlich

re nur drei Fangtage pro Jahr zugelassen wurden. Wie sich

begrenztes Meeresgebiet exklusiv zu nutzen. Fangmen­

Fischer diese radikale

zeigte, wurde in dieser kurzen Zeit mit einer geradezu

gen und Fangaufwand werden vom einzelnen Fischer

Fangmethode den-

gigantischen Flotte die gleiche Menge gefangen, die in der

oder der Nutzergruppe selbst festgelegt. Diese privatwirt­

noch – so wie hier in

Vergangenheit innerhalb eines ganzen Jahres gefischt

schaftlich organisierte Selbstverwaltung kann auch zu

wurde.

einer erheblichen Senkung der staatlichen Regulierungs-

Darüber hinaus muss die aufwandsbasierte Regulierung

und Kontrollausgaben führen. Zugleich haben die Nutzer

laufend an den Stand der aktuellen technischen Entwick­

ein Eigeninteresse daran, die Bestände nicht zu über­

lung angepasst werden. Eine immer effizientere Technik

fischen, denn nur so können sie ihr zukünftiges Einkom­

zur Ortung der Fische macht es beispielsweise möglich,

men sichern. Ein exklusives Nutzungsrecht für einen

die gleiche Menge Fisch in immer geringerer Zeit aufzu­

Bestand von Fischen oder anderen lebenden Ressourcen

spüren und zu fangen. Außerdem werden immer detail­

des Meeres lässt sich aber nur für Arten definieren, die

liertere Vorschriften erforderlich, was letztlich zu Überre­

kaum wandern, wie zum Beispiel Krebstiere und

gulierung und hohen volkswirtschaftlichen Kosten führt.

Muscheln. Ein Beispiel für ein erfolgreiches Management

Einig sind sich die Experten allerdings darin, dass

mit territorialen Nutzungsrechten ist die handwerkliche

bestimmte Vorschriften für Fangtechnik und Fangmetho­

Küstenfischerei in Chile, die vor allem am Meeresboden

den nötig sind. So sind in vielen Regionen Fangmethoden

lebende Arten befischt, besonders Seeigel und Austern.

verboten, die das Meeres-Ökosystem besonders schädi­

Dort zeigt sich, dass die Fischer im eigenen Interesse

gen, wie zum Beispiel das Fischen mit Sprengstoffen, bei

darauf achten, nachhaltig zu fischen, wenn sie die Mög­

dem tatsächlich alle Fische in einem bestimmten Umkreis

lichkeit haben, die Erträge einer solch nachhaltigen

getötet werden.

Fischerei langfristig zu nutzen.

durch die Explosion unzählige Tiere ver-

kaum kontrolliert werden, praktizieren

Brasilien.

136

> Ka pi t e l 06

Wege in eine bessere Fischereiwirtschaft

> Um d i e S i t u a t i o n zu v e r b e s s e r n u n d e i n e s i n n v o l l e N u t zu n g d e r Fis ch b e-

s t ä nde z u e r r e i c he n, m uss da s b e s t e h e n d e F i s ch e r e i m a n a g e m e n t d r i n g e n d v e r ä n d e r t w e r d e n. Fü r d en S c h u t z d e r F i s c h e s o l l t e m a n k ü n f t i g a u ß e r d e m v e r s t ä r k t d i e ö k o l o g i s c h e n Z u s a m m e n h ä n g e zwischen v e r s c h i e d e n e n F i s c h a r t e n u n d ih r e m L e b e n s r a u m b e r ü c k s i c h t i g e n , d e n n b i s h e r w u r d e n F i s c hbestände m e i st i sol i e r t be t r a c ht e t .

E i ne Be sse r ung i st m ögl i c h

nische Logbuchsysteme, sogenannte Vessel Detection Systems (VDS, Schiffsortungssysteme) und Vessel Moni­

Angesichts der beschriebenen Schwachstellen ist eine

toring Systems (VMS, Schiffsüberwachungssysteme), las-

Reform des bestehenden Fischereimanagements dringend

sen sich die Routen industrieller Fangschiffe verfolgen.

notwendig. Sinnvoll wäre es zunächst, die klassischen

Ein Problem besteht jedoch darin, die richtige Größe des

Instrumente zur Regulierung der Fangmenge weitaus kon-

Schutzgebiets zu definieren. Ist das Schutzgebiet zu klein,

sequenter anzuwenden und besser durchzusetzen. Dabei

hat es nur einen geringen Effekt, da Fische aus dem

ist vor allem zu beachten, dass eine Quote nur dann eine

Schutzgebiet hinauswandern und dort gefangen werden.

Wirkung entfalten kann, wenn sie hinreichend knapp

Tatsächlich wurde am Rand bestehender Schutzgebiete

bemessen ist. Zusätzlich zu verbesserten Fangquotenrege-

eine höhere Fangaktivität beobachtet als anderswo. Ist

lungen können Instrumente wie die Einführung mariner

das Schutzgebiet hingegen zu groß, kann sich der Bestand

Schutzgebiete und die Zertifizierung nachhaltiger Fische-

innerhalb des Schutzgebiets zwar erholen. Der Fischerei

rei zu einem nachhaltigen Fischereimanagement beitra-

aber dient das nicht, da sie den höheren Bestand des

gen.

Schutzgebiets nicht nutzen kann. Tendenziell sind Gebiete, die Jungfischen als Rückzugs-

Ma r i ne S c h u t z g e b i e t e –

gebiet dienen, als Schutzgebiete für das Fischereimanage-

S c honr ä um e f ür be dr oht e S pe z i e s

ment am ehesten geeignet. Auch stark überfischte Meeresregionen, wo ohnehin nur noch wenig Fisch gefangen

Unter marinen Schutzgebieten versteht man geografisch

werden kann, bieten sich als marine Schutzgebiete an. Die

abgegrenzte Bereiche des Meeres, in denen wirtschaftliche

Rückzugsgebiete der Jungfische verschiedener Arten kön-

Aktivitäten – insbesondere die Fischerei – ganz oder teil-

nen aber in völlig unterschiedlichen Regionen des Meeres

weise verboten sind. Solche Gebietsschließungen dienen

liegen. Ein einzelnes Schutzgebiet dient damit nicht immer

dem Schutz mariner Ökosysteme, insbesondere dem

dem Schutz mehrerer Fischarten zugleich.

Schutz gefährdeter Arten oder einzigartiger Lebensräume wie etwa Korallenriffen. Seit 2004 schränkt zum Beispiel

D i e s c h w i e r i g e S u c h e n a c h d e m r i c h t i g en

die North East Atlantic Fisheries Commission (NEAFC,

S ch u t zg e b i e t – d e r O s t s e e d o r s c h

Nordostatlantische Fischereikommission) den Einsatz von Grundschleppnetzen in einigen Teilgebieten ein, um Kalt-

Es ist ausgesprochen schwierig, die richtige Region für ein

wasserkorallen zu schützen.

marines Schutzgebiet zu finden. Das verdeutlicht das Bei-

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass marine

spiel des Ostseedorschs.

Schutzgebiete zur Erholung von Fischbeständen beitragen

Durch starken Fischfang und ungünstige Umweltbedin-

können. Ein Vorteil der Schutzgebiete liegt darin, dass sie

gungen wie etwa Sauerstoffarmut in der Tiefe nahm der

sich verhältnismäßig einfach einrichten und überwachen

Bestand des Ostseedorschs in den 1980er Jahren stark ab.

lassen. Durch satellitengestützte Ortungs- und elektro-

Innerhalb weniger Jahre sackte er auf circa ein Siebtel des

137

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

Schutzgebiet Brutgebiet

S CHWEDEN

GB

LET T LAND

6.16 > Zur Rettung

LITAUEN

des Dorsches wurden in den tiefen Becken der Ostsee Schutzgebiete eingerichtet

GD

(rot). Im Fall des

BB

Bornholmer Beckens (BB) aber zeigte sich,

R USSLAND

dass die Dorschbrut (Ausschnitt, orange-

Marine Schutzgebiete für den Ostseedorsch

PO LEN

Tiefe Ostseebecken

DEUTSCHLAND

Ausgangswerts. Der Bestand liegt, trotz einer Erholung in

Laichaufkommen. Aktuelle Untersuchungen zeigen jedoch,

den letzten Jahren, immer noch weit unterhalb eines

dass es räumliche Unterschiede in der Sterblichkeit gibt.

Niveaus, das zum MSY, zum maximalen nachhaltigen

Die höchsten Überlebensraten von Larven und Jung-

Ertrag, führen würde.

fischen sind offenbar an den Rändern des Bornholmer

Um den Fang von Laichpopulationen einzuschränken und den stark dezimierten Bestand zu stabilisieren, wur-

Beckens zu finden, das heißt außerhalb des derzeitigen Schutzgebiets.

den in Teilbereichen der Ostsee Fangverbotszonen einge-

Diese Untersuchung zeigt, dass die Lage des Schutzge-

richtet. Für den Fortbestand des Dorsches ist vor allem das

biets möglicherweise falsch gewählt wurde. Die für den

Bornholmer Becken (BB) von Bedeutung, da die Überle-

Fortbestand wichtigen Regionen werden nur unzurei-

bensrate der Eier und Larven in den östlicheren Laichge-

chend geschützt, und es besteht sogar die Gefahr, dass das

bieten, wie dem Gotlandbecken (GB) und dem Danziger

Schutzgebiet kontraproduktiv wirkt, da sich die Fischerei

Tief (GD), aufgrund des häufigen Sauerstoffmangels rela­t iv

direkt in die bedeutenderen Laichgebiete verlagert. Trotz

niedrig ist. Die Fangverbotszone im Bornholmer Becken

dieser Schwierigkeiten sind Schutzgebiete ein wichtiger

wurde erstmals 1995 in der Zeit von Mai bis August ein-

Baustein für den Erhalt oder die Wiederaufstockung eines

gerichtet. Trotz einer schrittweisen Ausweitung des

Bestands. Allerdings verdeutlicht das Beispiel auch, dass

Schutzgebiets in den folgenden Jahren ließ sich keine

sich Schutzzonen nur dann sinnvoll einrichten lassen,

deutliche Bestandsverbesserung beobachten. Der Grund:

wenn hinreichende ökologische und ökonomische Kennt-

Zwar liegt das Schutzgebiet in einem Bereich mit hohem

nisse vorliegen.

rot) die höchste Überlebensrate außerhalb des Schutzgebiets aufweist.

138

> Ka pi t e l 06

6.17 > Der Kabeljau oder auch Dorsch ist im Nordatlantik weit verbreitet. Seine westlichen Bestände wurden durch die Fischerei erheblich dezimiert. In der Ostsee hat man Schutzgebiete eingerichtet.

Vo n d e r A u s b e u t u n g e i n e r l e b e n d e n R e s s o u rc e – d i e F i s c h e re i <

D i e Zertifizierun g n a c hha l t i ge r F i sc he r e i

139

die Fischerei mit Grundschleppnetzen, die die Lebensräume am Meeresboden zerstören. Zu den be­­­kanntesten Ini-

Unberücksichtigt bleiben im klassischen Fischereima-

tiativen gehören der Marine Stewardship Council (MSC)

nagement im Allgemeinen auch die komplexen ökono-

sowie die Friend of the Sea-Initiative. Der MSC wurde

mischen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Ein-

1997 von einer bekannten Umweltschutzorganisation und

flussgrößen – beispielsweise die Nachfrage der Verbraucher

einem internationalen Lebensmittelkonzern gegründet

nach verschiedenen Arten von Fisch. Aus diesem Grund

und ist seit 1999 als eigenständige Einrichtung tätig. Die

schlagen Nicht­r egierungsorganisationen und einige pri-

Friend of the Sea-Initiative wurde ebenfalls von einer

vatwirtschaftlich geförderte Initiativen einen anderen

Umweltschutzorganisation ins Leben gerufen. Sie zeich-

Lösungsweg vor: Sie möchten durch Informationskam­

net sich dadurch aus, dass sie auch Aquakulturprodukte

pagnen und die Zertifizierung nachhaltiger Fischereipro-

zertifiziert.

dukte die Konsumentennachfrage so beeinflussen, dass

Die Kritiker dieser Zertifizierungsansätze bemängeln

überfischte Arten weniger nachgefragt und stattdessen

oftmals unzureichende ökologische Anforderungen für

Stewardship Council

Produkte aus nachhaltiger Fischerei gewählt werden. Die

zertifizierte Fischereiprodukte. Strittig ist auch, inwieweit

wurde 1997 von der

Idee dieses Ansatzes ist es, die Produzenten über die ver-

die Nachfrage nach zertifiziertem Fisch die Nachfrage

Naturschutzorganisa-

änderte Kundennachfrage langfristig dazu zu bewegen,

nach konventionell gefangenem Fisch tatsächlich ersetzt

entsprechend nachhaltig zu wirtschaften.

oder dann doch eher eine zusätzliche Nachfrage nach

Unilever gegründet,

So ist die Zertifizierung an bestimmte Produktionskrite-

Fischprodukten darstellt. Insgesamt können daher nach-

um den schonenden

rien gebunden, beispielsweise den Verzicht darauf, gefähr-

frageorientierte Ansätze ein gutes Fischereimanagement

dete Bestände zu befischen oder destruktive und beson-

sinnvoll ergänzen – sind aber allein für sich genommen

ders kritische Fangtechniken einzusetzen, beispielsweise

unzureichend.

C onc lus i o Ist n ach haltiger Fischf ang m ögl i ch?

Zukunft gehört es, die Zusammenhänge zwischen dem Einfluss der Menschen auf die Ökosysteme und

Die Fischerei trägt wesentlich zur Ernährung der

der Entwicklung der natürlichen Ressourcen besser

Menschheit bei und ist eine Einkommensquelle für

zu verstehen, um eine nachhaltige und wirtschaft-

Millionen Menschen. Die allermeisten Fischbestän-

liche Meeresfischerei zu erreichen. Außerdem muss

de weltweit sind gegenwärtig aber bis an ihre Trag-

ein erfolgreiches Fischereimanagement die ökono-

fähigkeitsgrenze oder darüber hinaus befischt. Für

mischen Wechselwirkungen zwischen verschie-

eine nachhaltige Fischerei wäre es zunächst sinn-

denen Fischereien berücksichtigen.

voll, die klassischen Instrumente zur Regulierung

Der Schutz der natürlichen Ressourcen ist letzt-

der Fangmenge weitaus konsequenter als bisher

endlich die entscheidende Voraussetzung dafür,

anzuwenden und besser durchzusetzen. Dabei ist

dass auch dauerhaft ökonomische Gewinne erzielt

vor allem zu beachten, dass eine Quote nur dann

werden können. Ein erfolgreiches Fischereimanage-

eine Wirkung entfalten kann, wenn sie hinreichend

ment steigert die Profitabilität und die Produktivität

knapp bemessen ist. Grundvoraussetzungen für eine

der Fischereiindustrie. Haben die Bestände die Mög-

nachhaltige und effiziente Fischereiwirtschaft sind

lichkeit, sich zu erholen, kommt dieser Umstand

handlungsfähige nationale und internationale Insti-

auch der Fischerei zugute. Bei deutlich niedrigeren

tutionen, die die Fischereipolitik etablieren und

Fangkosten wären dann langfristig höhere Erträge

überwachen. Zu den großen Herausforderungen der

möglich.

6.18 > Der Marine

tion WWF und dem Lebensmittelkonzern

Fischfang zu fördern.

140

> Ka pi t e l 07

7

Bodenschätze und Energie aus dem Meer

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <



> D e r E n e rg ie - u n d Ro hs t of f hu ng e r d e r M e ns c h h e i t w äc hs t . Je k n a p p e r d ie R e s -

s o u r c e n a n L a n d sin d , d e s t o in t e r e ss a n t e r wir d d e r A b b a u vo n B o d e ns c h ät ze n im M e e r. Vo r a lle m d ie Tie f s e e lo c k t mit B r e n n s t of f e n u n d E r ze n . D o c h a u c h W in d u n d We lle n kö n n t e n e in e n Te il d e s E n e rg ie b e d a r f s d e c ke n .

141

142

> Ka pi t e l 07

Fos si le Br en n stof fe

> E r d ö l u n d E r d g a s s i n d d i e w i ch t i g s t e n R o h s t o ff e m o d e r n e r I n du s t r ieg e-

s e l l sc ha f t e n. Doc h di e Vor r ä t e s ch w i n d e n , u n d d i e P r e i s e s t e i g e n . F ü r d i e Ö l k o n ze r n e w e r den d am it a u c h j e n e R e s s o u r c e n i n t e r e s s a n t , d i e b i s l a n g n u r s c h w i e r i g u n d t e u e r z u e r s c h l i e ß e n waren: die G a s- und Öl l a ge r st ä t t e n t i e f i m Me e r. S ch o n h e u t e l i e g t d e r O ff s h o r e -A n t e i l d e r w e l t w e i t e n G as - u n d Ölfördermenge bei gut einem Drittel.

A bhä ngi gk e i t v on Öl und Ga s

wasserstoffe an undurchlässigen Schichten. Nur dort bilden sich schließlich die eigentlichen Lagerstätten. Je

Ohne Erdgas, Erdöl und Kohle stünde unsere Welt still.

nach Umgebungsbedingungen entsteht Gas oder Öl.

Kaum ein Auto, kaum eine Bahn, kaum ein Schiff würde

Die heutigen Vorkommen der fossilen Energieträger

fahren. In den meisten Büros gingen die Computer und

sind zwischen 15 und 600 Millionen Jahre alt. In diesem

das Licht aus. Die modernen Industrienationen sind von

Zeitraum haben sich die Kontinentalplatten verschoben

fossilen Rohstoffen fast gänzlich abhängig. In den ver-

und Meere in Landmassen verwandelt, sodass heutige

gangenen drei Jahrzehnten stieg der Energieverbrauch

Rohstofflager sowohl im Meer als auch an Land zu fin-

weltweit um 70 Prozent. Bis zum Jahr 2030 wird die

den sind. Für die heutigen Vorkommen im Meer gilt,

Menschheit den Verbrauch nach Schätzungen der Inter-

dass Gas und Öl in der Regel nur dort zu finden sind, wo

nationalen Energieagentur (IEA) in Paris noch einmal

mächtige Sedimente den Meeresboden bedecken.

um gut die Hälfte nach oben treiben. Die größten Ener-

Bei der Suche nach neuen Lagerstätten, der Prospek­

gieverbraucher sind heute die USA, China und Russland.

tion, bedient man sich heute seismischer Geräte. Bei die-

Auch in diesen Nationen wird die Energienachfrage wei-

sen Verfahren erzeugt man Schallwellen, die von den

ter steigen. Angesichts des wachsenden Bedarfs und

Gesteins- und Sedimentschichten im Boden zurückge-

steigender Preise dürften künftig verstärkt Gas- und

streut werden. Anhand der akustischen Muster können

Öllagerstätten im Meer interessant werden, deren Abbau

Geologen ablesen, ob im Boden Schichten vorhanden

bislang zu teuer war.

sind, in denen Gas oder Öl lagern könnten. Auf See werden die Schallwellen durch eine sogenannte Airgun

E nt st e hung und E r k undung de r

erzeugt  – eine Art Unterwasser-Knallgerät, das mit

fo ssi l e n E ne r gi e t r ä ge r

Druckluft arbeitet. Die rückgestreuten Echos werden dann über Hydrophone am Meeresboden oder am For-

Gas und Öl enstehen im Laufe von Jahrmillionen im

schungsschiff empfangen.

Meer, weil Biomasse, abgestorbene Tiere und Pflanzen, in die Tiefe absinkt. Zusammen mit Partikeln, die vom

D i e Z u k u n f t d e s Ö l s l i e g t i m Me e r

Land ins Meer gespült werden, bildet sie am Meeres­ boden kilometerdicke Sedimentpakete. Unter den dort

Seit Beginn der industriellen Ölförderung Mitte des

herrschenden hohen Drücken und Temperaturen wan-

19. Jahrhunderts wurden 147 Milliarden Tonnen Öl aus

deln Bakterien die Biomasse in Vorläufersubstanzen um,

den Lagerstätten rund um den Globus gepumpt – die

aus denen sich schließlich Kohlenwasserstoffe bilden.

Hälfte davon allein in den vergangenen 20  Jahren. Nur

Diese können bestimmte Gesteins- und Sediment-

im Jahr 2007 lag der Mineralölverbrauch weltweit bei

schichten durchdringen. Sie wandern durch den Boden

insgesamt rund 3,9  Milliarden Tonnen. Es steht außer

per Auftrieb nach oben. Diesen Prozess nennt man

Frage, dass die Förderung schon in naher Zukunft nicht

Migration. In manchen Fällen sammeln sich die Kohlen-

mehr mit dem jährlich wachsenden Bedarf Schritt halten

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

kann. Experten erwarten, dass in den kommenden zehn

davon aus, dass sich der Offshore-Trend mit der zu erwar-

Jahren der sogenannte Peak Oil erreicht wird, der histo-

tenden Verknappung des Öls fortsetzen wird. Die Förde-

rische Scheitelpunkt der weltweiten Ölförderung.

rung hier aber ist aufwendig und kostspielig. So benötigt

Derzeit schätzt man die konventionellen, das heißt die

man beispielsweise für die Ausbeutung von Feldern in

leicht und kostengünstig mit heutiger Technik gewinn-

großer Tiefe Ölförder- und Produktionsschiffe oder fest

baren Öl­r eserven auf gut 157 Milliarden Tonnen. Davon

montierte Pumpstationen am Meeresgrund.

143

sind 26 Prozent (41 Milliarden Tonnen) in Offshore-Gebieten zu finden. Aus dem Meer gefördert wurden im

O ff s h o r e - G a s u n d s e i n e C h a n c e n

Jahr 2007 1,4  Milliarden Tonnen Öl, was etwa 37 Prozent der jährlichen Ölproduktion entspricht. Damit ist

Auch der Erdgasverbrauch wächst permanent. Im Jahr

der Offshore-Anteil der Förderung schon heute relativ

2007 lag er weltweit bei gut 3  Billionen Kubikmetern,

hoch. Die ergiebigsten Gebiete sind derzeit die Nordsee

etwa 520 Milliarden Kubikmeter mehr als noch im Jahr

und der Golf von Mexiko, der Atlantik vor Brasilien und

2001. Zum Vergleich: Ein deutscher Haushalt benötigt

Westafrika, der Arabische Golf und das Meer vor Südost­

jährlich etwa 3500 Kubikmeter Gas . Die größten Erdgas-

asien.

verbraucher sind die USA, auf die allein etwa ein Viertel

Seit einigen Jahren schon gibt es einen Trend zu immer größeren Wassertiefen. 2007 wurde Öl bereits

Reserve und Ressource Als Reserve bezeichnet man die Vorräte

des Welt-Gasverbrauchs entfällt, gefolgt von Russland,

eines Energierohstoffs,

Iran, Japan und Deutschland.

die mit großer Genauigkeit erfasst

aus 157 Feldern gefördert, die mehr als 500  Meter tief

Die Erdgasvorkommen sind recht ungleich über den

liegen. Im Jahr 2000 waren gerade einmal 44 solcher

Globus verteilt. Was die Lagerstätten an Land betrifft,

Felder in Betrieb. 91 Prozent dieser Felder liegen im soge-

verfügen die GUS-Staaten und der Nahe Osten über fast

technik wirtschaftlich

nannten Goldenen Dreieck im Atlantik zwischen dem

drei Viertel der Welt-Gasreserven. Offshore sieht das Bild

fördern lassen. Der

Golf von Mexiko, Brasilien und Westafrika. Während die

ein wenig anders aus. Hier ist der Nahe Osten Spitzenrei-

Fördermenge in der mit durchschnittlich 40 Metern Tiefe

ter. In dieser Region ist im Meeresboden sogar deutlich

ge eines Energieroh-

relativ flachen Nordsee in den kommenden Jahren abneh-

mehr Gas vorhanden als in den dortigen Landlager­

stoffs, die geologisch

men wird, dürfte sie vor allem im Goldenen Dreieck, vor

stätten. Als weltweit größtes Vorkommen gilt das Erd­-

nachgewiesen ist,

Indien, im Südchinesischen Meer und im Kaspischen

gasfeld South Pars/North Field im Persischen Golf an der

Meer vor Kasachstan weiter wachsen.

Grenze von Iran und Katar. Hier werden allein 38  Billi-

nen werden kann, und

Die tieferen Meeresgebiete bergen für die Zukunft

onen Kubikmeter Gas vermutet. Das ist eine gewaltige

außerdem jene Men-

also zusätzliches Potenzial. Experten gehen deshalb

Menge, wenn man bedenkt, dass die weltweiten Reserven auf 183 Billionen Kubikmeter Erdgas geschätzt wer-

IEA (2008) USD pro Barrel Naher Osten



GUS-Staaten Tiefsee



3 –14

Petrobras (2008) USD pro Barrel 7–19

k.  A.

15 –35

32– 65

23– 45

Enhanced Oil Recovery



30 – 82

25– 63

Arktis



32–10 0

25– 50

Übrige Regionen



10 – 40

12 – 30

7.1 > Gewinnungskosten von konventionellem Erdöl nach Art

wurden und sich mit der gängigen Förder-

Begriff Ressource hingegen meint die Men-

aber derzeit nicht wirtschaftlich gewon-

ge, die noch nicht nachgewiesen worden, aber in einem

den. Weitere wichtige potenzielle Offshore-Regionen

Gebiet aufgrund der

sind die Nordsee, der Golf von Mexiko, Austral-Asien,

geologischen Charak-

Afrika und die GUS-Staaten sowie das Goldene Dreieck, in dem Gas auch als Nebenprodukt der Erdölindustrie gewonnen wird. Das wichtigste Fördergebiet ist derzeit noch die Nordsee. Andere Regionen werden ihr in den kommenden Jahren aber den Rang ablaufen. Im Nahen Osten, aber auch vor Indien und Bangladesch, Indonesien und Malaysia wird die Erdgasförderung in nächster Zeit anziehen. Momentan liegt der Offshore-Anteil der weltweiten Gasfördermenge mit 65  Billionen Kubikmetern bei gut

und Region nach Schätzung der IEA und des Ölkonzerns Petro-

einem Drittel. Künftig wird die Offshore-Förderung von

bras (Enhanced Oil Rec.: verbesserte Nutzung alter Ölfelder).

Erdgas weiter zunehmen. So ist die Erdgasförderung aus

teristika zu erwarten ist.

144

> Ka pi t e l 07

onshore

Öl-Gesamtreserven: 157 Gt

offshore

Offshore-Reserven: 41 Gt 0,4

Europa

2 12,4

GUS

4,6 10,7

Afrika

5,4 81,1

Naher Osten

20 1,6

Austral-Asien

3,9 3,7

Nordamerika

2,7 6,1

Lateinamerika

2,8

Gt 0

20

40

60

80

100

7.2 > Weltweite Verteilung der Reserven an konventionellem Erdöl 2007 onshore und offshore nach Regionen.

onshore

Gas-Gesamtreserven: 183 Bill. m 3

offshore

Offshore-Reserven: 65 Bill. m 3 2,5

Europa

3,3 52

GUS

6,3 8,2

Afrika

6,3 33,1

Naher Osten

40,2 6,7

Austral-Asien

8,4 6,3

Nordamerika

1,7 6,2

Lateinamerika

1,7

Bill. m 3 0

10

20

30

40

50

60

7.3 > Weltweite Verteilung der Reserven an konventionellem Erdgas 2007 onshore und offshore nach Regionen.

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

Offshore-Feldern zwischen 2001 und 2007 um knapp

Sonderfall Arktis

20  Prozent gewachsen. Davon kamen je ein Viertel aus der Nordsee und Austral-Asien und etwa 15 Prozent aus

Mit dem durch den Klimawandel verursachten Weg-

dem Golf von Mexiko sowie dem Nahen Osten. Der

schmelzen des arktischen Meereises wächst die Hoff-

Trend ist, wie beim Erdöl, klar: Die Förderung wächst

nung der arktischen Nationen, künftig die Erdgas- und

offshore stärker als onshore. Und auch beim Erdgas strebt

Erdölvorräte in der Nordpolarregion ausbeuten zu kön-

man in immer größere Meerestiefen. Den Rekord hält

nen. Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten gehen davon

derzeit das Cheyenne-Gasfeld im Golf von Mexiko, aus

aus, dass dort tatsächlich beträchtliche Vorkommen zu

dem in 2740 Metern Tiefe gefördert wird.

finden sind. So wird vermutet, dass in den Meeresgebieten nördlich des Polarkreises etwa 30 Prozent der bis-

Mit Vollgas über die We l t m e e r e – F l ü s s i g e r d g a s

lang noch unentdeckten Gasmengen und 13 Prozent des unentdeckten Öls ruhen. Nach Ansicht der Wissen-

Bei der Eroberung der Meere spielt verflüssigtes Erdgas

schaftler sind die Gasvorräte beträchtlich und liegen vor

eine wichtige Rolle – das sogenannte LNG (Liquefied

allem in den russischen Gewässern. Die geringeren

Natural Gas). Gekühlt und verflüssigt, kann Erdgas in

Öl­vorräte hingegen dürften die Weltölproduktion kaum

riesigen Tankern über die Ozeane billiger transportiert

beeinflussen. Ob und wann eine Förderung in der Arktis

werden als durch Pipelines. LNG macht schon jetzt ein

beginnt, kann derzeit aber noch keiner sagen. Nicht

Viertel des globalen Gashandels aus. Auch in Zukunft

zuletzt weil noch eine Reihe rechtlicher Fragen zu klä-

wird Erdgas, statt es in Pipelines über Land zu schicken,

ren ist (Kapitel 10). Zudem ist eine Förderung in diesen

immer häufiger verschifft. An Land sind Pipelines bis zu

unerschlossenen Gebieten derzeit nicht wirtschaftlich,

etwa 3000 Kilometern Länge billiger als die Erdgas-Ver-

da man sie nur mit aufwendigen und teuren Eisbrecher­

flüssigung und -Verschiffung von Hafen zu Hafen. Am

einsätzen erkunden kann.

Meeresgrund dagegen lohnen sich Pipelines schon ab dem ersten Meter nicht. Viel eher rentiert sich die LNG-

D i e E n d l i ch k e i t v o n Ö l u n d E r d g a s

Verschiffung von der Offshore-Förderanlage zum Land. Eine LNG-Anlage verflüssigt Erdgas, indem sie den

Sicher ist, dass der Abbau von Erdöl und Erdgas im Meer

Rohstoff auf etwa minus 160 Grad Celsius abkühlt. Sol-

zunehmen wird. Die Technik ist längst etabliert. Allein

che LNG-Anlagen haben einen hohen Energieverbrauch

die Kosten liegen derzeit noch deutlich höher als beim

und tragen wesentlich zu den Kosten der LNG-Transport-

Abbau an Land oder in Flachwassergebieten. Mit sich

kette bei. Doch schon jetzt ist abzusehen, dass der LNG-

verknappenden Gas- und Ölvorräten und steigenden

Anteil am Erdgashandel in Zukunft deutlich zunehmen

Ölpreisen aber wird der Abbau bislang unrentabler Vor-

wird. In den kommenden 15 Jahren soll der Markt jedes

kommen wirtschaftlich. Offshore-Felder werden damit

Jahr um 8 Prozent wachsen, viel stärker expandieren als

künftig wesentlich zur Energieversorgung der Industrie-

der Handel mit Pipelinegas. Meh­r ere Verflüssigungsan-

gesellschaft beitragen können. Wie lange die weltweiten

lagen sind bereits in Betrieb.

Öl- und Gasreserven und -ressourcen reichen, lässt sich

Kürzlich wurde in Norwegen eine LNG-Anlage in

nicht mit Bestimmtheit sagen – insbesondere weil sich

Betrieb genommen, die Erdgas aus der Barentssee ver-

die künftige Entwicklung des Verbrauchs nur schwer

flüssigt. Das Erdgas wird dabei erst aus dem Gasfeld

vorhersagen lässt. Aus heutiger Sicht werden beispiels-

Snøhvit  – zu Deutsch Schneewittchen – ans Festland

weise die Erdgasressourcen vermutlich bis weit in die

nach Hammerfest gepumpt und dort dann entsprechend

zweite Hälfte dieses Jahrhunderts die Versorgung sicher-

verarbeitet. Bald sollen auch vor der westafrikanischen

stellen können. Wird aber Erdgas künftig verstärkt für

Küste erste LNG-Anlagen direkt im Meer über den Gas-

Autos oder zur Stromproduktion in Kraftwerken einge-

feldern errichtet werden. Tanker können dann vor Ort

setzt, dann könnte das die Vorräte deutlich schneller

anlegen.

aufzehren.

145

146

> Ka pi t e l 07

Marine mineralische Rohstoffe

> E r dg a s u n d E r d ö l w e r d e n s ch o n s e i t Ja h r ze h n t e n a u s d e n O ze a n en g ewo n -

n e n. An de n E r z - und M i ne r a l i e n v o r k o m m e n a m Me e r e s g r u n d h i n g e g e n b e s t a n d b i s l a n g w en ig In t ere sse . Doc h dur c h di e st e i ge nd e n R o h s t o ff p r e i s e w i r d d e r M e e r e s b e r g b a u j e t z t i n t e r e s s a n t. So wird e r w a r t e t , da ss di e E r nt e v on M as s i v s u l f i d e n u n d Ma n g a n k n o l l e n s ch o n i n w e n i g e n Ja h r e n b eg in n t .

D e r M e e r e sbode n – R ohst off l a ge r de r M e nsc hhe i t

Doch das rohstoffpolitische Interesse der Industrie­ länder schwand. Zum einen sanken die Rohstoffpreise – es hätte sich nicht mehr gelohnt, die Brocken aus der

Die Ozeane bergen einen Schatz an wertvollen Roh-

Tiefsee emporzuholen und die darin enthaltenen Metalle

stoffen. Sand und Kies sowie Öl und Gas werden bereits

nutzbar zu machen. Zum anderen fand man neue Landla-

Kontinentalplatten

seit vielen Jahren im Meer abgebaut. Darüber hinaus för-

gerstätten, die billiger auszubeuten waren. Das derzeit

Die Erdkruste

dert man aus den flachen Schelf- und Strandbereichen

wiedererstarkte Interesse ist auf die in den letzten Jahren

besteht aus mehre­

Minerale, die durch Erosion aus dem Hinterland an die

stark gestiegenen Rohstoffpreise – und dem damit lukra-

Küste transportiert worden sind. Dazu gehören zum Bei-

tiver gewordenen Schürfgeschäft – sowie insbesondere

in Bewegung sind.

spiel die Diamanten vor der Küste Südafrikas und Nami-

auf das kräftige Wirtschaftswachstum in Ländern wie

Pro Jahr verschieben

bias sowie Vorkommen von Zinn, Titan und Gold ent-

China und Indien zurückzuführen, die große Mengen an

sie sich um wenige

lang der Ufer Afrikas, Asiens und Südamerikas.

Rohstoffen auf dem Weltmarkt einkaufen.

ren Kontinentalplat­ ten, die permanent

Zentimeter. Diese

Seit Kurzem nun gibt es Bestrebungen, den Meeres-

Auch die letzte Wirtschaftskrise wird diesen Trend

bung bedeutet, dass

bergbau auf die Tiefsee auszu­weiten. Im Fokus stehen

vermutlich nicht lange aufhalten. Zusätzlich spielen

sich Platten an man­

die Manganknollen, meist in Wassertiefen jenseits der

auch geopolitische Überlegungen der Industrie- und

chen Stellen vonei­

4000 Meter vorzufinden, Gashydrate (in Bereichen zwi-

Schwellenländer zur Ressourcensicherung eine Rolle.

schen 350 und 5000 Metern), die Kobaltkrusten entlang

Gerade Nationen, die nicht über eigene Reserven verfü-

grenzen reißt die

der Flanken submariner Gebirgszüge (zwischen 1000

gen, halten angesichts steigender Rohstoffnachfrage in

Erdkruste auf. Aus

und 3000 Metern) sowie die Massivsulfide und die Sul-

den Weiten der Ozeane nach exterritorialen Claims Aus-

den Rissen quillt

fidschlämme, die sich im Raum vulkanischer Aktivität

schau.

Kontinentalverschie­

nander entfernen. An diesen Platten­

ständig frische Mag­ mamasse, die sich im

an den Plattengrenzen in Wassertiefen zwischen 500

Laufe der Zeit am

und 4000 Meter bilden.

Grund der Ozeane zu großen Meeres­ rücken anhäuft.

Manganknollen

Bereits in den 1980er Jahren gab es ein sehr großes Interesse am Abbau von Manganknollen und Kobaltkru-

Manganknollen sind kartoffel- bis salatkopfgroße Mine-

sten. Diese erste Meeresbergbau-Euphorie führte auch

ralienklumpen, die mit bis zu 75 Kilogramm pro Qua-

zur Bildung der Meeresbodenbehörde der Vereinten

dratmeter riesige Bereiche der Tiefseeebenen bedecken.

Nationen in Jamaika (International Seabed Authority,

Sie bestehen hauptsächlich aus Mangan, Eisen, Silikaten

ISA) sowie zur Unterzeichnung der Verfassung der Mee-

und Hydroxiden und wachsen mit einer Geschwindig-

re UNCLOS (United Nations Convention on the Law of

keit von nur 1 bis 3 Millimetern pro Million Jahre um

the Sea) im Jahr 1982. Dieses große Abkommen bildet

einen Kristallisationskeim. Die chemischen Elemente

seit seinem Inkrafttreten 1994 für alle Unterzeichner die

werden dabei aus dem Meerwasser aufgenommen oder

Grundlage für die Nutzung mariner Rohstoffe am Mee-

stammen aus dem Porenwasser der darunter ruhenden

resboden außerhalb der Hoheitsgebiete der Länder (Kapi-

Sedimente. Die höchsten Knollendichten finden sich vor

tel 10).

der Westküste Mexikos (in der sogenannten Clarion-

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

147

7.4 > Der Meeresboden steckt voller Rohstoffe. Je nach Ursprung konzentrieren sie sich in bestimmten Regionen.

Kontinentalplattenränder Verbreitungsgebiet von Kobaltkrusten Vorkommen von Manganknollen Vorkommen von Schwarzen Rauchern

Meerestiefe

– 2000 m – 4000 m – 6000 m tiefer als 6000 m

Clipperton-Zone), im Peru-Becken und im Indi­s chen Oze-

reich an die Meeresoberfläche transportiert. Um die

an. In der Clarion-Clipperton-Zone liegen die Mangan-

Knollen in Massen abbauen zu können, müssen aber

knollen auf den Sedimenten der Tiefsee­e bene auf einer

noch offene Fragen geklärt werden. So sind die Dichten

Fläche von mindestens 9 Millionen Quadrat­k ilometern –

der Knollenvorkommen oder die Variabilität der Metall-

ein Gebiet von der Größe Europas. Die Anreicherungen

gehalte nicht im Detail bekannt. Neuere Untersuchungen

in diesem Bereich sind vermutlich auf einen erhöhten

zeigen zudem, dass die Tiefseeebenen nicht so flach

Eintrag von manganhaltigen Mineralien in das Sediment

sind, wie noch vor 30 Jahren angenommen. Viele vulka-

zurückzuführen, die vom ostpazifi­s chen Rücken durch

nische Erhebungen schränken die Abbauflächen ein.

hydrothermale Aktivität, also durch Warmwasserquel-

Ein bergmännischer Abbau der Manganknollen wür-

len am Meeresboden, aus dem Erdinnern freigesetzt und

de darüber hinaus Teile des Ozeangrunds ver­b rau­­chen,

durch die Meeresströmungen über weite Gebiete ver-

geschätzte 120 Quadratkilometer Meeresboden pro Jahr,

breitet werden.

eine Fläche von der Größe der Stadt Kiel, wobei gewal-

Manganknollen bestehen vor allem aus Mangan und

tige Mengen an Sediment, Wasser und zahllose Lebewe-

Eisen. Die wirtschaftlich interessanteren Elemente wie

sen mitgefördert würden. Der Eingriff in den Lebens-

etwa Kobalt, Kupfer und Nickel sind in geringerer Kon-

raum Tiefsee ist erheblich. Ob und wie eine Wiederbe-

zentration vorhanden und bringen es zusammen auf

siedlung der abgeernteten Areale erfolgt, ist bisher kaum

etwa 3 Gewichtsprozent. Hinzu kommen noch Spuren

geklärt.

anderer bedeutsamer Elemente wie Platin oder Tellur,

Seit 2001 wurden von der ISA mehrere Lizenzen zur

die in der Industrie für verschiedene Hightechprodukte

Erkundung von Manganknollenfeldern an staatliche

benötigt werden.

Institutionen vergeben. Noch dreht es sich nicht um

Der Abbau selbst stellt grundsätzlich kein großes tech-

einen Abbau, sondern zunächst um die genaue Unter­

nisches Problem dar, da die Knollen relativ einfach vom

suchung der potenziellen Abbaugebiete. Auch Deutsch-

Meeresboden gesammelt werden können. Schon 1978

land hat sich 2006 für 15 Jahre die Rechte an einem

hatte man Manganknollen in ersten Fördertests erfolg-

150 000 Quadratkilometer großen Gebiet gesichert – der

Schnitt durch eine Manganknolle: In Jahrmillionen lagern sich Mineralien an einem Keim an.

148

> Ka pi t e l 07

doppelten Größe Bayerns. Über Kooperationen mit Ent-

Ma s s i v s u l f i d e

wicklungsländern (Tonga, Nauru) haben im vergangenen Jahr erstmalig auch Industriefirmen Anträge auf die

Bei dem dritten Rohstoff handelt es sich um schwefelhal-

Exploration von Manganknollenfeldern in der offenen

tige Erze, die an den Schwarzen Rauchern entstehen.

See gestellt.

Solche Massivsulfidvorkommen bilden sich an submarinen Plattengrenzen, wo durch das Zusammenwirken

K oba l t k r ust e n

von vulkanischer Aktivität und Meerwasser ein Wärmeund Stoffaustausch zwischen den Gesteinen der Erdkrus­

Kobaltkrusten entstehen in Wassertiefen von 1000 bis

te und dem Ozean stattfindet.

3000 Metern an den Flanken submariner Vulkane und

Kaltes Meerwasser wird dabei entlang von Spalten bis

finden sich deshalb bevorzugt in Regionen mit starker

zu mehrere Kilometer tief in den Meeresboden gepresst.

vulkanischer Aktivität wie etwa den Hoheitsgewässern

In der Nähe einer Wärmequelle, wie etwa einer Magma-

der Inselstaaten des Südpazifiks. Die Krusten bilden sich,

kammer, wird das Meerwasser auf Temperaturen von

indem sich im Wasser gelöstes Mangan, Eisen sowie eine

mehr als 400 Grad Celsius erhitzt. Aufgrund der Erwär-

ganze Reihe von Spurenmetallen (Kobalt, Kupfer, Nickel,

mung steigt das Wasser sehr schnell auf und schießt

Platin) auf den vulkanischen Substraten ablagern.

zurück ins Meer. Diese hydrothermale Lösung transpor-

Die Wachstumsgeschwindigkeit ist mit der von Man-

tiert dabei aus dem Gestein und aus dem Magma gelöste

ganknollen vergleichbar. Auch die Kobaltkrusten enthal-

Metalle, die sich am Meeresboden ablagern und nach

ten nur geringe Mengen der wirtschaftlich interessanten

und nach aufschichten. So entstehen die Massivsulfid-

Wertstoffe; es müssen also Tonnen an Rohmaterial geför-

vorkommen und die charakteristischen Kamine der

dert werden, um daraus relevante Mengen der Metalle

Schwarzen Raucher.

zu gewinnen. Allerdings sind die Gehalte an Kobalt (bis

Diese wurden erstmals 1978 am ostpazifischen Rü­­

zu 2 Prozent) und auch Platin (bis 0,0001 Prozent) etwas

cken entdeckt. Lange nahm man an, dass sich für den

höher als in Manganknollen. Die marine Förderung von

Bergbau interessante Massivsulfide nur an den mittel-

Kobalt ist insbesondere deshalb interessant, weil es an

ozeanischen Rücken bilden, da hier die vulkanische

Land in nur wenigen – teilweise politisch instabilen –

Akt­­­­­ivität und Wärmeproduktion besonders hoch ist.

Staaten (Kongo, Zaire, Russland, Australien und China)

Inzwischen sind aber mehr als 200 Vorkommen in allen

zu holen ist, aus deren Abhängigkeit man sich lösen

Weltmeeren bekannt. Fachleute schätzen, dass am Mee-

könnte, wenn sich die Meere als alternatives Schürfre-

resboden insgesamt sogar 500 bis 1000 große Vorkom-

vier erwiesen.

men existieren. Dabei gibt es deutliche Größenunter-

Der Abbau von Kobaltkrusten ist technisch deutlich

schiede. Die meisten Vorkommen messen nur einige

schwieriger als der von Manganknollen. Zum einen ist

Meter im Durchmesser und enthalten kaum nennens-

darauf zu achten, dass nur die Kruste und nicht das dar-

wertes Material.

unterliegende Vulkangestein abgetragen wird. Zum

Bisher sind nur wenige Massivsulfidvorkommen be­­

anderen sind die Hänge der Vulkane ausgesprochen

kannt, die aufgrund ihrer Größe und Beschaffenheit

schroff und steil, was den Einsatz von Abbaumaschinen

wirtschaftlich interessant sind. Während die Schwarzen

erschwert. So verwundert es nicht, dass für den Kobalt-

Raucher entlang des ostpazifischen Rückens und des

krusten-Abbau bislang erst Konzeptstudien vorliegen.

zentralen Atlantiks überwiegend aus eisenreichen

Auch die Kobaltkrusten-Förderung dürfte erhebliche

Schwe­­­­­felverbindungen, den Sulfiden, bestehen, die kei-

Auswirkungen auf die Bodenlebewesen haben. Daher

nen Tiefseebergbau lohnen, weisen die Vorkommen im

sollten in jedem Fall vorher Umweltverträglichkeitsprü-

Südwestpazifik erhöhte Kupfer-, Zink- und Goldgehalte

fungen durchgeführt werden. Eine Kontrolle durch die

auf. Diese südwestpazifischen Ressourcen befinden sich

ISA ist meist nicht möglich, da sich viele Kobaltvorkom-

in vergleichsweise geringen Wassertiefen (weniger als

men in den Hoheitsgewässern von Staaten befinden.

2000  Meter) und liegen in den Wirtschaftszonen von

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

7.5 > Massivsulfide bilden sich an Schwarzen Rauchern – fast 400 Grad Celsius heißen Quellen am Meeresboden. Diese stoßen Mineralien aus dem Erdinnern aus, die zu mehrere Meter hohen Kaminen am Grund anwachsen. Schwarze Raucher sind zugleich einzigartige Lebensräume.

149

150

> Ka pi t e l 07

a

a 1000

2000

e Mangankruste

3000

Manganknollen

b

f 4000

c d

5000 Erzschlamm führende Schichten

basaltische Gesteine

Hangsediment

wasserreicher Sedimentbereich

7.6 > Bei der Suche nach Bodenschätzen wird der Meeresgrund mit einer Vielzahl von Geräten erkundet.

a. Mithilfe von Echoloten wird ein Tiefenprofil des Meeresbodens erstellt.

d. Für die Großprobennahme wird hinter dem Schiff ein Metallkäfig

b. Ferngesteuerte Tauchroboter (Remotely Operated Vehicles, ROV) sind

(Dredge) hergeschleppt, der mehr Material fassen kann als ein Greifer.

mit Kameras und Greifarmen ausgestattet. Damit nehmen sie Bilder

e. Mit Multisonden können in verschiedenen Tiefen Wasserproben genommen sowie chemische und physikalische Parameter gemessen werden.

vom Meeresboden auf und sammeln Gesteinsproben ein. c. Autonome Unterwasserfahrzeuge (Autonomous Underwater Vehicle,

f. Mit Greifern können vom Schiff aus Einzelproben, etwa Gesteinsbrocken,

AUV) können tief zum Meeresboden hinabtauchen. Sie sind mit Echo-

genommen werden. Zur besseren Orientierung sind die Geräte mit Kameras ausgestattet.

loten und verschiedenen Messsensoren ausgestattet und kehren nach ihrem rund 20-stündigen Einsatz zum Schiff zurück.



B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

Anrainerstaaten (Kapitel 10), was einem möglichen Ab-

aber ist mit einer Erholung des Metallmarkts zu rech-

bau technologisch und politisch entgegenkommt. Denn

nen. Die Unternehmen dürften ihre Vorhaben daher als-

über den Abbau in den nationalen Hoheitsgebieten kön-

bald fortführen.

nen die Staaten selbst entscheiden. Den staatenlosen Tiefseeboden hingegen überwacht die Internationale

Die künftige Entwicklung des

Meeresbodenbehörde ISA (Kapitel 10).

Me e r e s b e r g b a u s

Derzeitige Abbauszenarien sehen vor, überwiegend erkaltete, inaktive Massivsulfidvorkommen zu nutzen,

Von allen drei Bodenschätzen, die in der Tiefsee darauf

die kaum von Lebewesen besiedelt sind. Noch aktive

warten, gehoben zu werden, erscheint derzeit der Abbau

Schwarze Raucher dagegen scheiden momentan aus,

von Massivsulfiden in den 200-Seemeilen-Zonen von

weil diese meist vergleichsweise geringe Rohstoffmen-

Staaten des Westpazifiks (Papua-Neuguinea) am ehesten

gen enthalten. Außerdem bieten sie, begünstigt durch

durchführbar. Trotz der letzten Wirtschaftskrise ist hier

das nährstoffreiche Wasser aus der Tiefe, zahlreichen,

ein Beginn der Förderung in den nächsten Jahren mög-

zum Teil auch endemischen, nur hier lebenden Organis-

lich. Zwar mag sich für einzelne Unternehmen der Abbau

men einen wichtigen Lebensraum.

von Massivsulfiden aufgrund des relativ hohen Gehalts

Das größte bekannte Sulfidvorkommen befindet sich

an wertvollen Metallen lohnen. In der Summe aber sind

im Roten Meer, wo tektonische Kräfte Afrika und die

die Metallmengen in den globalen Massivsulfidvorkom-

Arabische Halbinsel auseinanderdriften lassen. Hier tre-

men kleiner als diejenigen von Erzlagerstätten an Land.

ten die Sulfide nicht als Schwarze Raucher, sondern in

Es ist daher nicht davon auszugehen, dass der marine

Form eisenreicher Erzschlämme mit erhöhten Gehalten

Abbau von Massivsulfiden einen entscheidenden Ein-

an Kupfer, Zink und Gold auf. Dieses Vorkommen in

fluss auf die weltweite Rohstoffversorgung hat.

Wassertiefen um die 2000 Meter ist seit den 1960er Jah-

Anders sieht es bei den Manganknollen und Kobalt-

ren bekannt. Dank der schlammigen Konsistenz dieser

krusten aus. Dort können die Mengen an Kupfer, Kobalt

Lagerstätten erscheint ein Abbau unproblematisch und

und Nickel mit den Vorkommen an Land durchaus kon-

wurde schon einmal in den 1980er Jahren erfolgreich

kurrieren. Beim Kobalt übertreffen sie die bekannten

getestet.

Landvorkommen sogar deutlich. Derzeit werden pro Jahr

Von den drei hier genannten Rohstoffen am Meeres-

ungefähr 70 000 Tonnen Kobalt an Land abgebaut und

grund kommen die Massivsulfide zwar mengenmäßig

die weltweiten Landvorräte auf circa 15 Millionen Ton-

am geringsten vor, sie sind aber aufgrund ihrer hohen

nen geschätzt. In den Manganknollen und Kobaltkru-

Wertstoffgehalte besonders interessant. So haben ver-

sten werden hingegen insgesamt rund 1000 Millionen

schiedene Bergbau­f irmen be­­reits Explorationslizenzen

Tonnen Kobalt vermutet.

in nationalen Ge­w äs­s ern erworben und treiben die

Trotz dieser gewaltigen Ressource wird ein Abbau die-

Technologie zur Erkundung und zum Abbau voran. In

ser Vorkommen am Meeresboden nur bei günstigen

2010 erteilte die ISA erstmals Schürfrechte für ein Vor-

Marktbedingungen, also bei einer entsprechend großen

kommen im Indischen Ozean an China. Bis dahin gab es

Nachfrage und hohen Metallpreisen, mit den derzeit in

nur Genehmigungen zur Erforschung der Tiefsee.

ausreichender Menge an Land vorhandenen Erzen kon-

Darübern hinaus soll in naher Zukunft mit einem

kurrieren können. Zudem muss die Fördertechnik zu­­

Abbau kupfer- und goldhaltiger Massivsulfide vor der

nächst noch entwickelt werden. Die höheren techni­

Küste Papua-Neuguineas und Neuseelands begonnen

schen Schwierigkeiten beim Ablösen der Krusten vom

werden. Der Abbau sollte ursprünglich schon früher

Substrat und die raue Meeresbodenoberfläche verrin-

starten, doch hat die letzte Wirtschaftsflaute trotz rela-

gern dabei zurzeit das ökonomische Potenzial der Kobalt-

tiv hoher Goldpreise auch großen Metall- und Bergbau-

krusten noch weiter. Daher ist, wie es aussieht, in den

konzernen Umsatzeinbrüche beschert, sodass die Pro-

nächsten Jahren nicht mit einem marinen Abbau von

jekte kurzfristig angehalten wurden. Für die Zukunft

Kobaltkrusten zu rechnen.

151

152

> Ka pi t e l 07

Methanhydrat

> B i s v o r z e h n Ja h r e n h a t t e n o c h k a u m j e m a n d v o n i h n e n g e h ö r t , d e n

M e t h a n h y d r a t e n . I n z w i s c h e n a b e r w e r d e n d i e s e c h e m i s c h e n Ve r b i n d u n g e n a l s m ö g l i c h e k ü n f t i g e Energiequelle im Meeresgrund diskutier t . Die Menge an Erdga s, die in den Hydraten gebunden ist , übersteig t die Erdga sreser ven in konventionellen L agerstät ten um ein Vielfaches. Aber die Methanhydrate bergen nicht nur eine potenzielle Energiequelle, sondern auch ein Klimarisiko.

B r ut st ä t t e de r M e t ha nhy dr a t e :

umgewandelt und fixiert. In flachen Randmeeren und

d e r M e e r e sgr und

Schelfbereichen gibt es keine Methanhydrate. Dort reicht der Druck am Meeresboden nicht aus, um die

Methanhydrate sind eisähnliche weiße Festkörper, die

Hydrate zu stabilisieren. Am Boden der großen Ozean­

aus Methan und Wasser bestehen. Die Methanmoleküle

becken wiederum ist zwar der Druck hoch genug, dort

sind dabei in mikroskopisch kleinen Käfigen eingeschlos­

sind aber kaum Hydrate vorzufinden, da nur wenig orga­

sen, die aus Wassermolekülen aufgebaut sind. Methan

nische Substanz in die Tiefseesedimente eingebettet

wird vor allem durch Mikroorganismen gebildet, die in

wird, die den Boden dieser Ozeanbecken bilden. Der

tiefen Sedimentschichten leben und dort organische Sub­

Grund: Auf hoher See ist das Meerwasser vergleichswei­

stanzen sehr langsam in Methan umwandeln. Die orga­

se nährstoffarm, sodass dort wenig Biomasse produziert

nischen Stoffe, aus denen das Methan gebildet wird, sind

wird und absinkt. So kommen Methanhydrate im We­­

Überreste von Plankton, das vor langer Zeit im Ozean

sentlichen an den Kontinentalrändern in Wassertiefen

gelebt hat, zum Meeresboden gesunken ist und schließ­

zwischen 350 und 5000 Metern vor. Zum einen wird

lich in die Sedimente eingebettet wurde.

dort genügend organische Substanz als Sediment abgela­

Methanhydrate sind nur bei hohen Drücken von mehr

gert. Zum anderen sind die Temperatur- und Druckbe­

als 35 bar und niedrigen Temperaturen stabil. Der Mee­

dingungen so günstig, dass sich Methan in Methanhy­

resgrund ist deshalb für die Bildung von Methanhydraten

drate umwandeln kann.

geradezu ideal: Das Bodenwasser der Ozeane und der Tiefseeboden sind mit 0 bis 4 Grad Celsius fast überall

B i l d u n g v o n Tr e i b h a u s g a s

sehr kalt. Zudem herrscht ab einer Wassertiefe von circa 350 Metern ein ausreichend hoher Druck, um die Hydrate

In den Sedimentablagerungen der Kontinentalhänge

zu stabilisieren. Dringt man aber tiefer in die mächtigen

schlummern gewaltige Massen Methanhydrat. Die glo­

Sedimentschichten am Meeresboden ein, steigen die

bale Gesamtmenge an Methankohlenstoff, die in diesen

Temperaturen durch die zunehmende Nähe zum Erdin­

Hydratvorkommen gebunden ist, beträgt ungefähr 1000

nern wieder an. In Sedimenttiefen von mehr als etwa

bis 5000 Gigatonnen Kohlenstoff – das ist in etwa 100-

1  Kilometer steigen die Temperaturen auf über 30 Grad

bis 500-mal mehr Kohlenstoff, als jährlich durch die Ver­

Celsius, sodass keine Methanhydrate abgelagert werden

brennung von fossilen Energieträgern (Kohle, Öl, Gas) in

können. Allerdings ist hier die Methanbildung besonders

die Atmosphäre freigesetzt wird. Bei niedrigen Tempera­

intensiv. Zunächst entstehen kleine Methangasblasen,

turen sind die Methanhydrate am Meeresboden stabil.

die aus den Tiefen des Sediments aufsteigen und dann im

Erwärmt sich das Wasser und damit der Meeresboden,

kühlen Wasser am Meeresboden in Methanhydrate umge­

können die Hydrate jedoch zerfallen. Da Mikroorga­

wandelt werden. Das Methan wird also in tiefen und

nismen das dabei entstehende Methangas zum Treib­

warmen Sedimenthorizonten gebildet und erst in den

hausgas Kohlendioxid (CO2) oxidieren, wird das Thema

kalten oberen Sedimentschichten in Methanhydrat

Me­t hanhydrat derzeit intensiv im Kontext Klimawandel

153

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

7.7 > Bekannt ist, dass Methanhydrate weltweit vor allem an den Kontinentalrändern zu finden sind. Schätzungen über die Menge der gesamten Vorkommen sind bislang aber recht ungenau.

Vorkommen von Methanhydraten

diskutiert. Zwar würde Methan, das selbst als starkes

einer Versauerung der Ozeane führt (Kapitel 2). Beispiele

Treibhausgas wirkt, aufgrund der Wandlung zu CO2 nicht

aus der geologischen Vergangenheit unterstützen dieses

direkt als Methan aus dem Meer entweichen. Die Bil­

Szenario. Die geologischen Archive lassen vermuten,

dung und Freisetzung von Kohlendioxid aber ist beträcht­

dass die Hydrate mehrmals in der Erdgeschichte in gro­

lich. Ein weiteres Problem: Durch die Bildung des Koh­

ßem Ausmaß zersetzt wurden und es im Zuge dessen zu

lendioxids wird der Sauerstoff im Meerwasser aufgezehrt

einer extremen globalen Erwärmung und zu einem mas­

(Kapitel 2).

siven Artensterben am Meeresboden kam. Um herauszu­

Im Jahr 2008 entdeckten britische und deutsche Wis­

finden, in welchem Ausmaß der zukünftige Klima- und

senschaftler in einer Wassertiefe von 350 Metern Gas­

Ozeanwandel durch die Freisetzung von Methangas am

quellen am Kontinentalhang vor Spitzbergen, die wahr­

Meeresboden verstärkt wird, sind aber noch weitere

scheinlich durch schmelzende Hydrate gespeist werden.

Untersuchungen nötig.

Langzeitmessungen der Wassertemperaturen vor Spitz­ bergen zeigen, dass sich die Bodenwassermassen und

Eine künftige Energiequelle?

damit die Hangsedimente während der letzten Jahr­ zehnte deutlich erwärmt haben. Modelle sagen zudem

Die riesigen Methanhydratvorkommen sind nicht nur

voraus, dass der Meeresboden in den arktischen Gebie­

ein Klimarisiko, sondern auch eine potenzielle Energie­

ten während der kommenden Jahrzehnte und Jahrhun­

quelle. Die Menge an Erdgas, die in den Hydraten gebun­

derte durch den Klimawandel weiter aufgeheizt wird.

den ist, übersteigt die Erdgasreserven in konventionellen

Wissenschaftler befürchten daher, dass dort in Zukunft

Lagerstätten um ein Vielfaches. Erdgas, das aus konven­

große

werden,

tionellen Quellen in die Versorgungsleitungen einge­

wodurch verstärkt CO2 in den Ozean und in die Atmo­

speist wird, besteht bereits heute zu mehr als 95 Prozent

sphäre gelangt. Der Sauerstoffgehalt des Meerwassers

aus Methan. Bislang war der Hydratabbau im Meer ver­

wird sich entsprechend verringern.

gleichsweise teuer. Mit den steigenden Rohstoffpreisen

Mengen

Methanhydrat

schmelzen

Hinzu kommt, dass das freigesetzte CO2 nicht nur zu

rückt diese Ressource aber in den Fokus der Offshore-

einer weiteren globalen Erwärmung beiträgt, sondern zu

Industrie. Viele Wissenschaftler schätzen, dass der

154

> Ka pi t e l 07

Gasmoleküle

Wassermoleküle

7.8 > Methanhydrat kommt weltweit vor. Dieser eisähnliche

7.9 > Im Methanhydrat sind die Methangasmoleküle fest in

Block mit Wabenstruktur wurde während einer Forschungs-

Käfige aus Wassermolekülen eingesperrt. Mit steigender Tem-

fahrt vor der Küste Oregons vom Meeresboden geerntet.

peratur wird dieser Käfig instabil. Das Gas entweicht wieder.

Abbau der Hydrate ab einem Erdölpreis von etwa 50 bis

Erdgas ist eine relativ saubere fossile Energiequelle.

60 US-Dollar pro Barrel wirtschaftlich sein kann. Damit

So stoßen Erdgaskraftwerke etwa 50 Prozent weniger

wäre die Gewinnung schon heute rentabel. Besonders in

CO2 aus als herkömmliche Kohlekraftwerke. Doch auch

Japan, China, Indien, Südkorea und Taiwan werden der­

die Emissionen moderner Gaskraftwerke lassen sich

zeit große Anstrengungen unternommen, um die Hydrat­

noch beträchlich verringern, wenn in den Kraftwerken

vorkommen in den nationalen Hoheitsgebieten zu

die sogenannte CCS-Technologie (Carbon Capture and

erschließen.

Storage) eingesetzt würde. Dabei wird CO2 direkt am Kraftwerk abgeschieden und im geologischen Unter­

K ohl e ndi ox i de ndl a ge r i m Oz e a n

grund gespeichert. Eine andere Option wäre, das CO 2 in die marinen Methanhydrate einzuleiten, wodurch nicht

Gleichzeitig werden in Deutschland neue Technologien

nur Methangas gewonnen, sondern auch das Kohlendi­

entwickelt, die für die Erkundung der Vorkommen und

oxid sicher unter Verschluss gehalten würde. Denn bei

den Abbau der Hydrate genutzt werden können. Die

der Speicherung an Land liegt das CO2 als superkriti­

Kern­i dee ist ganz einfach: Man erntet das Methan (CH4)

sches Fluid vor, das mobil und chemisch sehr aggressiv

aus den Hydraten, indem man es gegen Kohlendioxid

ist. Manche Experten befürchten, dass die unterir­

(CO2) austauscht. Studien zeigen, dass das grundsätzlich

dischen Lager deshalb mit der Zeit möglicherweise leck­

möglich ist, weil flüssiges CO2 spontan mit Methanhy­

schlagen könnten. Speicherte man Kohlendioxid statt­

drat reagiert. Ließe sich dieses Konzept tatsächlich wirt­

dessen im kalten tiefen Mee­r esboden als Hydrat, wäre

schaftlich umsetzen, hätte man zwei positive Effekte auf

es viel sicherer entsorgt, denn CO2 -Hydrate sind ther­

einmal erzielt, denn der Gasaustausch in den Hydraten

misch deutlich stabiler als Methanhydrate. Ihnen kann

ist sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus klimapoli­

selbst eine Erwärmung des Meeresbodens überhaupt

tischer Perspektive eine interessante Option.

nichts anhaben.

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

3000

Gt C

2500

2000

1500

1000

500

0 Hydrat

Gas

Öl

Kohle

7.10 > Die in Methanhydrat am Meeresboden gespeicherte

7.11 > Auf dem Deck eines Forschungsschiffs entzünden Wis-

Menge an Kohlenstoff (C in Gigatonnen) übersteigt die in Gas,

senschaftler Methangas, das aus einem zerfallenden Hydrat-

Öl und Kohle um ein Vielfaches.

brocken entweicht.

Aber auch dieser Ansatz birgt ökologische Risiken. So

von japanischen und kanadischen Wissenschaftlern

könnte beim Hydratabbau unkontrolliert Methan in das

getestet. In nördlichen Regionen lagern die Methanhy­

Bodenwasser entweichen. Um dieses Risko auszuschlie­

drate Hunderte von Metern tief unter den Permafrost-

ßen, sollten nur tief liegende Hydratvorkommen erschlos­

ablagerungen. Auch dort ist es kalt und der Druck hoch

sen werden, die von einer mindestens 100 Meter mäch­

genug, dass sich Hydrate bilden können. Anders als die

tigen feinkörnigen Sedimentschicht überdeckt sind. Nur

Lagerstätten im Meeresboden sind diese Hydratvorkom­

so kann das Methangas gezielt und kontrolliert über eine

men aber leicht zugänglich und damit für Produktions­

Bohrung gefördert werden, ohne dass es in die Umwelt

tests geeignet. Die Tests zeigten, dass es möglich ist,

gelangt. Zudem muss darauf geachtet werden, dass der

Methanhydrate durch Wärmezufuhr oder Druckentlas­

Lagerstättendruck beim Abbau nur um maximal 10 bar

tung zu zersetzen und dadurch Erdgas zu gewinnen.

erhöht wird, da die Sedimentschichten anson­s ten aufrei­ ßen und große Methanmengen entweichen könnten.

Derzeit soll an Land auch die Ernte von Methan durch die Einlagerung von Kohlendioxid getestet werden. Dazu wird ein norwegisch-amerikanisches Konsortium einen

Is t i n Z ukun ft ein e Me t ha nf ör de r ung de nk ba r ?

Produktionstest in Alaska durchführen. Die ersten Off­ shore-Versuche sind dann für die Jahre 2012 bis 2014 am

Die für einen Abbau erforderliche Technologie wurde

Kontinentalhang vor Japan geplant. Wann und wie die

bisher nur im Labormaßstab erprobt. Noch sind viele

Methanhydrate künftig abgebaut werden, hängt nicht

Jahre Entwicklungsarbeit nötig, um die Potenziale und

zuletzt von den Ergebnissen dieser Felduntersuchungen

Risiken zuverlässig einschätzen zu können und den

ab. Und natürlich kommt es auch auf die Entwicklung

Abbau im industriellen Maßstab zu realisieren.

der Weltmarktpreise für Erdgas und CO2 -Emissions-

An Land wurde die Erdgasgewinnung aus Methanhy­ draten indes schon im Jahr 2008 erstmals erfolgreich

rechte an, die mit einen Einfluss darauf haben, wann der Abbau im Meer in großem Stil beginnen kann.

155

156

> Ka pi t e l 07

Regenerat i ve Ener g ien

> R e g e n e r a t i v e E n e r g i e n w i e e t w a S o n n e n - o d e r Wi n d k r a f t w u r d en bislang

v o r a l l e m a n L a n d a u s g e b a u t . We i t g e h e n d u n g e n u t z t i s t d i e E n e r g i e , d i e i m M e e r s t e c k t . Doch das ände r t si c h. De r z e i t w i r d di e E r ze u g u n g v o n u m w e l t f r e u n d l i ch e r E n e r g i e i m Me e r w e l t w e i t vo r an g etr i e be n. Di e E r w a r t unge n si nd g r o ß . Wi n d , We l l e u n d Me e r e s s t r ö m u n g s o l l e n k ü n f t i g e i n en er h eb lic he n Te i l de s S t r om be da r f s de r Me n s ch h e i t d e ck e n .

E i n unge hobe ne r S c ha t z

O ff s h o r e -Wi n d e n e r g i e

Die Meere stecken voller Energie. Gezeitenkräfte bewe-

Die Erschließung der Windenergie ist derzeit am wei-

gen gewaltige Wassermassen. Starke Winde bauen mäch-

testen fortgeschritten. Zugleich ist sie besonders vielver-

tige Wellenberge auf. Fast 90 Prozent der weltweiten

sprechend. Experten gehen davon aus, dass allein die Off-

Windenergie stecken im Sturm über den Ozeanen. Wind,

shore-Windkraft künftig weltweit rund 5000  Terawatt-

Welle und Strömung enthalten zusammen 300-mal mehr

stunden Strom pro Jahr liefern könnte – rund ein Drittel

Energie, als die Menschheit verbraucht. Lange blieb dieser

des derzeitigen jährlichen globalen Stromverbrauchs von

Vorrat ungenutzt. In den vergangenen Jahren aber hat

rund 15 500 Terawattstunden (TWh, 1  Terawattstunde

man damit begonnen, die Energie zu ernten. Erste Off-

entspricht 1 Billion Wattstunden). Für Europa wird erwar-

shore-Windparks wurden gebaut. In Hunderten von Pro-

tet, dass die Windenergieanlagen (WEA) auf See bis zum

jekten entstanden und entstehen Kraftwerke, die Strö-

Jahr 2015 bereits rund 340 TWh jährlich liefern. Bis heute

mungs- und Wellenenergie in Strom wandeln. Zu den

wurden weltweit rund 40 Offshore-Windenergieprojekte

wichtigsten regenerativen marinen Energien zählen:

realisiert, die meisten in Großbritannien, Dänemark, den

• die Windenergie;

Niederlanden und Schweden. Dabei werden zwei Trends

• die Wellenenergie;

deutlich: Zum einen werden die Anlagen immer größer.

• die Gezeitenenergie;

Zum anderen wagt man sich in immer größere Tiefen vor,

• die Strömungsenergie;

denn damit lassen sich die Windparkflächen enorm aus-

• die aus Temperaturunterschieden in verschiedenen

weiten. Baute man zu Beginn dieses Jahrhunderts noch in

Meerestiefen gewonnene Energie

Küstennähe in Wassertiefen von 2 bis 6 Metern, so wer-

(Meereswärmekraftwerk);

den die Türme der Anlagen inzwischen in mehr als

• die durch Salzgehaltsunterschiede gewonnene Energie

40 Metern Wassertiefe im Meeresboden verankert.

(Osmosekraftwerk).

Auch schwimmende Konzepte für noch größere Was-

Diese Energieressourcen könnten den Strombedarf der

sertiefen befinden sich in der Entwicklung. So hat un-

Menschheit theoretisch spielend decken. Doch wird sich

längst ein norwegisch-deutsches Konsortium die erste

künftig nur ein Teil davon nutzen lassen, weil viele Mee-

schwimmende WEA vor Norwegens Küste errichtet.

resregionen wie etwa die Tiefsee kaum zu erschließen

Mit der Erfahrung von Tausenden an Land errichteten

sind oder eine Anbindung an das Stromnetz via Seekabel

WEA ist die Windenergietechnik längst ausgereift. Die

unerschwinglich wäre. In den küstennahen Gebieten wie-

hohen Windgeschwindigkeiten und rauen Umweltbedin-

derum scheiden viele potenzielle Standorte aus, weil sie

gungen auf See erfordern aber technologische Verbesse-

der Fischerei oder Schifffahrt vorbehalten sind oder unter

rungen. Dies haben auch die Probleme mit dem ersten

Naturschutz stehen. Dennoch könnten die erneuerbaren

großen Windpark in Dänemark gezeigt. In Deutschland

Energien künftig einen beträchtlichen Teil des weltweiten

wurden daher im ersten Hochsee-Windpark „Alpha Ven-

Strombedarfs decken.

tus“ zunächst nur zwölf Windenergieanlagen verschie-

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

157

dener Hersteller errichtet und getestet. Der Park liegt etwa 40 Kilometer vor der Nordseeinsel Borkum und

D e r r i ch t i g e S t a n d o r t f ü r g r ü n e n S t r o m

wurde mit Unterstützung des Bundeswirtschaftsministeriums realisiert.

Bevor Energieanlagen im Meer errichtet werden, wird man künftig mit Um­­

Die Errichtung von Offshore-Anlagen ist wegen der

weltverträglichkeitsgutachten prüfen müssen, welche Auswirkungen die

anspruchsvollen Gründungsarbeiten und des aufwen-

Technik auf die Meeresumwelt hat. Manch günstiger Standort wird aus Grün­

digen Anschlusses an das Stromnetz derzeit noch deut-

den des Umweltschutzes ausscheiden. Entsprechend unterscheiden Fachleute

lich teurer als an Land. Nach Einschätzung von Fachleuten wird die Windenergie auf See, unterstützt durch Einspeisevergütung und Fördermaßnahmen, in den kommenden Jahren dennoch weiter deutlich wachsen.

zwischen dem technischen Potenzial einer Energietechnik und dem nachhal­ tigen Potenzial. Das technische Potenzial fasst alle theoretisch möglichen Anlagenstandorte zusammen. Das nachhaltige Potenzial berücksichtigt Um­­ weltaspekte wie etwa die Zerstörung von Flussläufen durch Gezeitenkraft­ werke und schließt entsprechende Standorte aus. Das nachhaltige Potenzial ist demnach kleiner. Experten plädieren derzeit dafür, die Umwelt- und Raum­

Wel l en en erg ie

planung (Marine Spatial Planning) für regenerative Technologien im Meer zu vereinfachen. So wird über die Genehmigung von Windenergieanlagen oder

Derzeit wird das technische Erzeugungspotenzial der Wel-

Wellenkraftwerken bisher separat entschieden. Um Entscheidungsverfahren

lenenergie auf eine jährliche Leistung von 11 400  TWh

aber zu verkürzen, wäre es sinnvoll, gleich mehrere Energieerzeugungs-Tech­

geschätzt. Das nachhaltige Potenzial von jährlich 1700 TWh entspricht etwa 10 Prozent des weltweiten Strombedarfs. Es gibt eine Reihe verschiedener Wellenenergiekonzepte, die Strom auf unterschiedliche Weise erzeugen. Die mei-

nologien in die Raumplanung einzubeziehen und nicht einzelne Windparks, sondern allgemein Gebiete für regenerative marine Energieerzeugung auszu­ weisen. Damit würde auch die Kombination verschiedener Technologien in einem Meeresgebiet deutlich erleichtert – beispielsweise Windradmasten, an die zusätzlich Meeresströmungsanlagen montiert werden.

sten lassen sich drei Grundtypen zuordnen: • das Prinzip „schwingende Wassersäule“ (Oscillating Water Column):

• das Prinzip „Überlaufen“ (Overtopping):

Bei diesem Typ strömt durch die Wellenbewegung Was-

Ähnlich wie bei einem Stau d amm wird beim Overtop-

ser in einer luftgefüllten Kammer auf und ab. Dabei wird

ping-System ein Reservoir mit Wasser gefüllt, aus dem

Luft verdrängt und durch eine Turbine gepresst, die

eine Turbine gespeist wird. Gefüllt wird das Becken

elektrischen Strom erzeugt. Erste Pilotanlagen dieser

durch überlaufende Wellen, die durch Rinnen oder Ram-

Art wurden in den vergangenen Jahren in Portugal,

pen kanalisiert werden. In Dänemark und Norwegen

Schottland und Japan errichtet.

wurden bereits Prototypen installiert, sowohl schwim-

• das Prinzip „schwingende Körper“ (Oscillating Bodies):

mende als auch feste Systeme.

Anlagen dieses Typs erzeugen elektrischen Strom, indem sie die Bewegung der Wellen umsetzen. Dazu

G e ze i t e n e n e r g i e

zählen schwimmende Generatoren, bei denen sich ein Schwimmkörper an einem festen Widerlager entlang-

Gezeitenkraftwerke arbeiten ähnlich wie die Kraftwerke

oder auf- und abbewegt. Andere Systeme bestehen aus

an einem Stausee – mit dem Unterschied, dass die Wasser-

flexibel gelagerten Teilen, die sich gegeneinander bewe-

massen nicht bergab fließen, sondern durch Ebbe und Flut

gen und dabei Hydrauliköl unter Druck setzen. Das Öl

hin- und herbewegt werden. Anders als bei anderen For-

wiederum treibt eine Turbine an. Für Aufsehen sorgte

men der Meeresenergie nutzt man die Gezeitenenergie

unlängst das britische System Pelamis, eine Art See-

schon länger kommerziell. So wurde bereits 1966 an der

schlange, die aus mehreren Gliedern zusammengesetzt

nordfranzösischen Atlantikküste bei Saint Malo das La-

ist und auf den Wellen reitet. Pelamis wurde 2008 vor

Rance-Gezeitenkraftwerk in Betrieb genommen, das den

Portugal als erstes Wellenenergiesystem weltweit über

Fluss La Rance vom Meer trennt. Bei Flut strömt das Was-

ein Seekabel ans Stromnetz angeschlossen. In Spanien

ser durch die großen Turbinen des Kraftwerks flussauf-

und Portugal sind weitere Parks in Planung.

wärts, bei Ebbe kehrt sich die Fließrichtung um. Mit

158

> Ka pi t e l 07

240  Megawatt (MW, 1 Megawatt entspricht 1 Million

E n e r g i e a u s Te m p e r a t u r u n t e r s ch i e d e n

Watt) entspricht die Leistung der Anlage der eines Gaskraftwerks. Auch in Ländern wie Kanada, China und Russ­

Meereswärmekraftwerke nutzen zur Stromerzeugung den

land wurden in den vergangen 20 Jahren diverse solcher

Temperaturunterschied zwischen warmem Oberflächen-

Anlagen errichtet. Diese waren aber deutlich kleiner. In

wasser und kaltem Tiefenwasser. Um den Dampfkreislauf

diesem Jahr soll in Südkorea ein 260-MW-Gezeitenkraft-

in einem solchen Kraftwerk (Ocean Thermal Energy Con-

werk in Betrieb gehen, das in einen schon bestehenden

version, OTEC, Meereswärme-Energieumwandlung) be­trei­

Staudamm integriert wird.

­­ben zu können, muss die Temperaturdifferenz mindestens

In Großbritannien gibt es seit Langem Pläne, in der

20 Grad Celsius betragen. Derartige Kraftwerke eignen

Mündung des Flusses Severn zwischen England und

sich daher besonders für wärmere Meeresregionen. Das

Wales ein großes Gezeitenkraftwerk zu errichten. Der

warme Wasser wird genutzt, um eine bei niedrigen Tem-

Standort könnte so viel Energie liefern, um damit 7 Pro-

peraturen siedende Flüssigkeit zu verdampfen. Der Dampf

zent des Strombedarfs im Vereinigten Königreich zu

treibt eine Turbine an. Mit dem 4 bis 6 Grad kalten Meer-

decken. Kritiker aber fürchten, dass durch den Bau der

wasser, das man aus mehreren Hundert Metern Tiefe

Dämme wichtige Natur- und Vogelschutzgebiete verloren

heraufpumpt, wird der Dampf anschließend wieder ge­-

gehen. Der Schaden für die Umwelt wäre beträchtlich.

kühlt und verflüssigt.

Inzwischen werden deshalb alternative Konzepte und Standorte diskutiert.

Bislang galt die OTEC-Technik als ausgesprochen kostspielig, da dafür mehrere Hundert Meter lange Rohrleitungen und starke Pumpsysteme erforderlich sind. Nach-

St r öm ungse ne r gi e

dem die US-Regierung die OTEC-Entwicklung und erste Tests Mitte der 1970er Jahre gefördert hatte, wurden die

Die Energie der Meeresströmungen lässt sich noch auf

Gelder Anfang der 1980er Jahre gestrichen. In jüngster

andere Weise ernten: mit Unterwasserrotoren, die durch

Zeit aber flammt das Interesse wieder auf. Ein amerika-

die Wasserbewegung angetrieben werden. Schätzungen

nisch-taiwanesisches Konsortium will jetzt auf Hawaii

zufolge ließen sich mit derartigen Meeresströmungsanla-

eine 10-MW-Anlage errichten. Zudem haben öffentliche

gen und den Gezeitenkraftwerken zusammen weltweit

Einrichtungen und Unternehmen in Frankreich die Initi-

insgesamt mehrere Hundert TWh elektrischer Strom pro

ative IPANEMA gestartet, die die erneuerbaren Energien

Jahr ernten. Einige Rotorkonzepte werden bereits seit län-

im Meer und auch die OTEC-Technologie fördern soll.

gerer Zeit getestet – etwa das System „Seaflow“, das 2003

Nach Schätzungen könnten mit OTEC jährlich mehrere

vor der englischen Küste seinen prototypischen Betrieb

Tausend TWh Strom gewonnen werden. Anders als bei

aufnahm. Inzwischen dreht sich in der Meerenge Strang-

Wind und Wellen ist die Stromproduktion nicht Wetter-

ford Narrow vor der irischen Küste der Nachfolger

schwankungen unterworfen.

„SeaGen“. Bei diesem Konzept wurden an den Turm der Anlage gleich zwei Rotoren montiert. Das erhöht die

E n e r g i e a u s S a l zg e h a l t s u n t e r s ch i e d e n

Stromausbeute und gleicht die hohen Kosten für Bau und Gründung aus.

Ein ganz anderes Verfahren zur Energieerzeugung ist das

Die Belastungen für solche Anlagen im Meer, durch

Osmosekraftwerk. Ein solches Kraftwerk nutzt den osmo-

Strömungen oder Wellenbewegungen etwa, sind deut-

tischen Druck aus, der sich zwischen Süßwasser und Salz-

lich höher als beim Windrad, daher sind auch hier noch

wasser aufbaut, wenn man beides mit einer speziellen

ausführliche Langzeittests nötig. Dennoch ist die SeaGen-

wasserdurchlässigen Membran voneinander trennt. Zu

Technik eng an das Vorbild der Windräder angelehnt: So

diesem Zweck pumpt man Fluss- und Meerwasser in eine

lässt sich je nach Strömung der Anstellwinkel der Rotoren

Doppelkammer. Die Technologie befindet sich noch im

und die Drehzahl variieren. Andere Konzepte setzen auf

Labormaßstab. Im November  2009 aber haben norwe-

fixierte, nicht variable Systeme.

gische Konsortialpartner ein erstes Kraftwerk am Oslo-

159

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B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

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7.12 a > An mehreren Orten in Europa gibt es bereits Anlagen zur Ernte der Meeresenergie. Die älteste ist das La-Rance-Gezeitenkraftwerk bei Saint Malo in Frankreich, das bereits in den

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1960er Jahren errichtet wurde. Mit einer Leistung von 240 Megawatt war es lange das größte seiner Art.

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7.12 b > Die Energie der Strömung kann auch durch Unterwas-

7.12 c > Der Wellenenergiewandler „Pelamis“ reitet wie eine

serrotoren wie die SeaGen-Anlage vor der nordirischen Küste

Seeschlange auf dem Meer. Er besteht aus mehreren Seg-

in elektrischen Strom umgewandelt werden. Bislang wurde

menten, die sich gegeneinander bewegen und dabei einen hy-

eine Anlage errichtet, die ihren Strom schon in das öffentliche

draulischen Druck aufbauen. Der wiederum treibt ein Turbine

Netz an Land einspeist. Weitere sollen folgen.

an. Derzeit ist eine neue Pelamisgeneration in Bau.

7.12 d > Im ersten Osmosekraftwerk der Welt am Oslofjord

7.12 e > Windräder im Meer gibt es bereits vielerorts. Einer der

wird aus dem Salzgehaltsunterschied zwischen Salz- und Süß-

größten Offshore-Windparks mit 48 Rotoren befindet sich in

wasser Energie gewonnen. Die Wassermassen sind durch eine

der Ostsee zwischen Dänemark und Schweden. Um die Energie

dünne Membran getrennt. An ihr baut sich durch die Salzge-

ins schwedische Stromnetz einspeisen zu können, hat man hier

haltsdifferenz ein Druck auf, der dann eine Turbine antreibt.

eine Trafostation errichtet.

ar zes Meer

160

> Ka pi t e l 07

7.13 > Windräder werden heute meist in einer Wassertiefe von maximal 45 Metern errichtet, da der Bau der Masten sonst zu teuer ist. Eine Alternative sind schwimmende Windräder, die man mit Halteseilen am Grund verankert. Erste Prototypen werden bereits getestet.

B o d e n sch ä t ze u n d E n e rg i e a u s d e m Me e r <

fjord errichtet. Die Anlage dient vor allem der Weiterent-

besteht eine Schwierigkeit darin, mit den Anlagen Pro-

wicklung der Technik. Die Stromausbeute ist mit wenigen

jektgrößen zu erreichen, die die Rentabilität solcher

Kilowatt noch gering. Künftig könnte man mit Osmose-

Inves­t itionen möglich machen. Eine Förderung der Tech-

kraft weltweit 2000 TWh pro Jahr nachhaltig gewinnen.

nologien ist somit unerlässlich. Verschiedene Nationen bieten solche Programme. Das US-Ministerium für Ener-

Förderu ng vo n Energi e a nl a ge n de r Zuk unf t

gie (Department of Energy) und die Europäische Union fördern die Entwicklung bereits mit mehreren Hundert

Es steht außer Frage, dass die Entwicklung von Techno-

Millionen Euro. Auch die komplexen Genehmigungsver-

logien zur regenerativen Energiegewinnung im Meer

fahren für Anlagen oder Netzanschlüsse müssten verein-

einen gewaltigen Sprung nach vorn gemacht hat. Noch

facht werden. Während in Deutschland die Genehmi-

aber sind so gut wie alle Technologien, obgleich viele

gung von Offshore-Windanlagen vollständig in der Hand

kommerziell vielversprechend erscheinen, auf Förde-

des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie

rung angewiesen, denn in vielen Fällen werden sie von

liegt, müssen sich Anlagenbetreiber in den USA durch

jungen und kleinen Unternehmen vorangetrieben.

diverse Ämter und Genehmigungsverfahren kämpfen.

Ne­b en den technischen und wirtschaftlichen Risiken

Hier würden Erleichterungen der Sache dienen.

Conclusio Der Druck auf d e n M e e r e s b o d e n w ä c h s t

gen müssen zunächst geklärt werden, beispielsweise ob Laborergebnisse auf den realen Abbau übertra-

Jahrhundertelang lieferten die Ozeane vor allem eine

gen werden können. Gelänge es, Methan zu fördern

Ressource: Fisch und Meeresfrüchte. Erst seit weni-

und zugleich Kohlendioxid aus der Verbrennung von

gen Jahrzehnten verfügt die Menschheit über Tech-

Öl und Gas langfristig sicher einzulagern, wäre die

nologien, die mehr aus den Ozeanen herausholen

Methanernte am Meeresgrund sogar eine Klima­

können – Bohrtechnologie zur Öl- und Gasförderung

schutzoption.

etwa. Hatte man bislang in relativ flachen Gebieten

Die im Sinne des Klimaschutzes nachhaltigste ma­­

gebohrt, so dringen die Konzerne zunehmend in grö-

rine Energiegewinnung aber ist vermutlich die aus

ßere Tiefen vor. Das ist aufwendig und teuer, wird

Strömung, Wellen und Wind. In den meisten Fällen

aber mit der Verknappung der Reserven an Land und

wird man zunächst prüfen müssen, wie sich die

weiter steigenden Preisen zunehmend rentabel.

Energieanlagen auf die Meeresumwelt auswirken.

Gleiches gilt für die Metallvorräte, die im Meer in

Auch hier besteht noch erheblicher Forschungsbe-

Manganknollen, Kobaltkrusten, Massivsulfiden oder

darf. In Teilen ist die Technologie bereits reif für den

Erzschlämmen lagern. Der Abbau in der Tiefe wird

Einsatz, andere Anlagenkonzepte befinden sich in

in dem Maße interessant, wie die Metallpreise stei-

der Pilotierungsphase. Inzwischen haben einige

gen – allerdings gilt das nur für besonders wertvolle

Staa­t en die anfänglichen bürokratischen Hürden bei

Metalle wie Kupfer, Nickel oder Gold. Eine natur-

der Planung und dem Bau der Meeresenergieanlagen

schonende Abbautechnik gibt es bisher aber nicht.

abgebaut. Bevor diese im großen Stil eingesetzt wer-

Was die Methanhydrate betrifft, ist derzeit noch

den, müssen die Staaten aber entscheiden, ob und

unklar, inwieweit der Abbau am Meeresboden tech-

wie sie die Meeresenergie fördern wollen, denn

nisch möglich und zugleich für Natur und Mensch

ohne anfängliche staatliche Unterstützung wird sich

ungefährlich ist. Zudem fehlt es hier fast gänzlich an

mittelfristig keine der aktuellen Technologien etablie­

Abbautechnologie. Viele wissenschaftliche Grundla-

ren können.

161

162

> Ka pi t e l 08

8

Das Meer – der weltumspannende Transportweg

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <



> J a h rze h n te la n g n a hm der Seeverkehr enorm z u. D ie Weltwirtsc haftskris e aber

bes c h e r t e d e r B r a n c h e e i n e n j ä h e n A b s t u r z. Zwar ist eine Erholung der Märkte in Sicht, noch aber weiß nie m a n d , w i e s i c h d e r G l o b a l i s i e r u n g s p r o z ess fortsetzen wird und ob die Wirtschafts- und Finanzmärkte sic h a l s s t a bi l e rwe is e n we rd e n . Z u d e m k ö nnten die wac hsende Pirateriegefahr und der Terrorism us den See v e r k e hr e r s c h we re n .

163

164

> Ka pi t e l 08

Ei n dy na m i sc her Ma rk t – der Welt se everkeh r

> Ta n k e r, Ma s s e n g u t f r a ch t e r u n d C o n t a i n e r s ch i ff e s i n d d i e w ich t ig s t en

Tr a ns­p or t m i t t e l unse r e r Ze i t . Au f e i n i g e n w e n i g e n H a u p t r o u t e n t r a g e n s i e j e d e s Ja h r Mi l l i ar d en To n n e n Güt e r um di e We l t . Al s Re v o l u t i o n g i l t d i e C o n t a i n e r i s i e r u n g d e r S ch i fff a h r t , d i e d e n War en t r an s p or t e ff i z i e nt e r ge m a c ht ha t . Tr o t z d e r Wi r t s ch a f t s k r i s e k ö n n t e d e r m a r i t i m e A u f s ch w u n g a n h alt en .

Wa c hst um dur c h Gl oba l i si e r ung

lungsniveau. In Europa und Nordamerika ist der Anteil mit 25 bis 35  Prozent am höchsten. Dieser Handel wird

Seit jeher sind die Weltmeere für den Menschen ein wich­

überwiegend mit Lkw und Eisenbahn abgewickelt. Der

tiger Transportweg. Anders als noch vor Jahrzehnten

Handel zwischen Ländern ohne eine gemeinsame Grenze

befördert die Schifffahrt heute aber kaum mehr Menschen,

hingegen wird vor allem über See durchgeführt, bei Indus­

sondern fast ausschließlich Güter. Die Personenbeför­

triegütern freilich zunehmend auch im Luftfrachtverkehr.

derung zur See beschränkt sich seit dem Siegeszug des

Dessen Steigerungsraten lagen in den vergangenen Jahren

interkontinentalen Luftverkehrs auf Kurzstrecken (Fähr­

sogar mehr als doppelt so hoch wie die des Seeverkehrs.

verkehre in Ost- und Nordsee, Mittelmeer, Japan und Süd­

Welcher Verkehrsträger wie viel transportiert, hängt von

­­­ostasien) und Kreuzfahrten, die in der jüngeren Vergan­

den (relativen) Transportkosten und von der Wert-

genheit einen enormen Aufschwung erfahren haben und

Gewicht-Relation des transportierten Gutes ab: Je höher

für den Tourismus eine zunehmend lukrative Einnahme­

der Warenwert je Gewichtseinheit ist, desto unbedeu­

quelle darstellen.

tender sind die Transportkosten. Wichtiger werden bei

Mit der fortschreitenden Globalisierung der Märkte hat

wertvollen Waren Pünktlichkeit und Verlässlichkeit.

der Gütertransport über See in den vergangenen Jahr­

Forschungsergebnisse von Ökonomen zeigen, dass

zehnten enorm zugenommen. Von den 1950er Jahren bis

Haus­­­­­halte mit höherem Einkommen qualitativ höherwer­

zum Ausbruch der jüngsten Weltwirtschaftskrise entwi­

tige Produkte erwerben. Die Einwohner reicher Länder

ckelte sich der internationale Handel mit einer nahezu

kaufen daher relativ mehr Qualitätsgüter. Steigende Ein­

durchweg doppelt so hohen Zuwachsrate wie die welt­

kommen beeinflussen die Transportnachfrage in diesem

weite Wirtschaftstätigkeit insgesamt. Von 2000 bis 2008

Sinne auf drei Wegen: Erstens sind Qualitätsgüter teurer.

nahm der Welthandel jährlich im Schnitt um 5,4 Prozent

Sie haben daher eine höhere Wert-Gewicht-Relation und

zu, während die globale Wirtschaftsaktivität, gemessen

folgerichtig geringere Transportkosten im Verhältnis zu

am Welt-Bruttoinlandsprodukt (BIP) jährlich nur um 3 Pro­

ihrem Wert. Mit steigendem Einkommen sind Konsu­

zent zulegte. Durch den spektakulären Anstieg des Welt­

menten darüber hinaus eher bereit, bestimmte teure Pro­

handels im Vergleich zum weltwirtschaftlichen Wachstum

dukte wie etwa Modeartikel zu erwerben. Zugleich wird

hat sich seit den 1950er Jahren der Anteil des Welthandels

erwartet, dass die Artikel innerhalb kürzester Zeit gelie­

am Welt-BIP auf 45 Prozent mehr als verdreifacht, bei

fert werden. Drittens ist die Lieferzeit selbst ein wichtiges

Gütern des verarbeitenden Gewerbes sogar mehr als ver­

Element der Produktqualität. Mit steigendem Einkommen

vierfacht.

wird sie für die Entscheidungsfindung des Kunden, der

Gemessen am Güterwert, vollziehen sich rund 23 Pro­

lange Wartezeiten nicht mehr in Kauf nehmen will, immer

zent des Welthandels zwischen Ländern mit einer gemein­

bedeutsamer. Alle diese Aspekte tragen mit dazu bei, dass

samen Grenze. Dieser Anteil ist über die letzten Jahr­

der schnellere Luftfrachtverkehr in den vergangenen Jah­

zehnte weitgehend konstant geblieben. Er differiert indes

ren noch höhere Wachstumsraten er­­reichte als der Welt­

sehr stark zwischen den Kontinenten – je nach Entwick­

seeverkehr.

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

Wichtig e ö ko nom i sc he und w i r t sc ha f t spol i t i s ch e F a ch b e g r i ff e i n K ü r ze Bruttoinlandsprodukt (BIP):

Offshoring (abgeleitet von „offshore“ – auf See,

Das Bruttoinlandsprodukt ist ein Maß für die wirtschaftliche Leis­

weitab vom Land):

tung einer Volkswirtschaft in einem bestimmten Zeitraum. Es

Offshoring ist eine Form der geographischen Verlagerung unter­

misst den Wert der im Inland hergestellten Waren und Dienstleis­

nehmerischer Funktionen und Prozesse ins Ausland, wo güns­

tungen (Wertschöpfung), soweit diese nicht als Vorleistungen für

tigere Rahmenbedingungen herrschen wie zum Beispiel geringere

die Produktion anderer Waren und Dienstleistungen verwendet

Arbeitskosten. In diesen Fällen werden die Ar­b eitsplätze von

werden.

ihren ursprünglichen an kostengünstigere Standorte in Niedrig­ lohnländer verschoben.

General Agreement on Tariffs and Trade (GATT, Allgemeines Zoll- und Handelsabkommen):

Outsourcing (Auslagerung):

Das GATT ist ein internationales Zoll- und Handelsabkommen,

Outsourcing bezeichnet in der Ökonomie die Abgabe von Unter­

das am 1. Januar 1948 in Kraft trat. Diese internationale Verein­

nehmensaufgaben und -strukturen an Fremdfirmen oder eigen­

barung hat den Welthandel erleichtert, indem sie Zölle und ande­

ständige Tochterunternehmen. Damit verbunden ist oft die Aus­

re Handelshemmnisse Schritt für Schritt abgebaut hat. Das GATT

lagerung von Arbeitsplätzen in kostengünstigere (weil häufig

wurde durch die WTO abgelöst.

auch tarifungebundene) Tochtergesellschaften.

Just-in-time-Produktion (JIT, bedarfsgerechte Produktion):

United Nations Conference on Trade and Development

Bei der JIT wird ein Produkt exakt zu dem Zeitpunkt fertiggestellt

(UNCTAD, Konferenz der Vereinten Nationen für Handel und

beziehungsweise geliefert, zu dem es auch benötigt wird. Dazu

Entwicklung):

werden die einzelnen Herstellungsschritte zeitlich aufeinander

Die UNCTAD ist ein ständiges Organ der Generalversammlung

abgestimmt. Güter oder Bauteile werden von den Zulieferbetrie­

der Vereinten Nationen mit Sitz in Genf. Ihr Ziel ist es, den Han­

ben erst bei Bedarf direkt ans Montageband geliefert. Dadurch

del zwischen Ländern mit unterschiedlichem Entwicklungsstand

entstehen beim Produzenten nur direkt am Band sehr kleine

(hauptsächlich Industrieländer und Entwicklungsländer) zu för­

Lagermengen und es entfallen längere Lagerungszeiten und hohe

dern.

Lagerkosten. World Trade Organization (WTO, Welthandelsorganisation): North American Free Trade Agreement (NAFTA, Nordamerika­

Die WTO ist eine internationale Organisation mit Sitz in Genf,

nisches Freihandelsabkommen):

die sich mit der Regelung von Handels- und Wirtschaftsbezie­

Die NAFTA ist ein Wirtschaftsverbund zwischen Kanada, den USA

hungen beschäftigt. Sie ist die Nachfolgeorganisation des GATT,

und Mexiko – und eine Freihandelszone auf dem nordamerika­

aus dem sie im Jahr 1995 hervorging, und hat zurzeit über 150

nischen Kontinent. Sie wurde 1994 gegründet, um zahlreiche

Mitglieder, die zusammen mehr als 90 Prozent des Welthandels­

Zölle abzuschaffen oder zeitlich begrenzt auszusetzen.

volumens repräsentieren.

Organisation for Economic Co-operation and Development

Zunehmende Skalenerträge:

(OECD, Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und

Zunehmende Skalenerträge liegen vor, wenn die Produktion stär­

Entwicklung):

ker zunimmt, als der Einsatz von Produktionsfaktoren erhöht

Die OECD ist ein Zusammenschluss europäischer und außereuro­

wird. Im Seeverkehr können sich steigende Skalenerträge zum

päischer Staaten. Sie wurde 1948 gegründet, um ein gemein­

Beispiel durch den Einsatz größerer Schiffe ergeben, die den

sames Konzept für den Wiederaufbau Europas zu schaffen. Heute

Transport einer größeren Ladungsmenge ermöglichen und eine

bestehen ihre Ziele darin, eine optimale Wirtschaftsentwicklung

Abnahme der Fixkosten je Produkteinheit bewirken. Auch Ratio­

zu ermöglichen und in den Mitgliedstaaten einen hohen Lebens­

nalisierungen, wie beispielsweise der Einsatz standardisierter

standard und einen hohen Beschäftigungsgrad zu erreichen.

Con­­­tainer, können zunehmende Skalenerträge bewirken.

165

166

> Ka pi t e l 08

Der Energie- und Rohstoffhunger in den Industriestaaten

Wa s de n S e e v e r k e hr a nt r e i bt

und in den Schwellenländern, vor allem in China und Dass der Weltseeverkehr derart zunehmen konnte, liegt

Indien, zog steigende Transporte von Gütern aus weit ent­

wie erwähnt vor allem am Wachstum des Welthandels.

fernten Ländern nach sich.

Eine Rolle spielen aber auch institutionelle und technolo­

Die Revolutionen in den Informations- und Kommunika­ tionstechnologien senkten die Kosten der Raumüberwin­

gische Faktoren: Der Welthandel kam in der Vergangenheit insbesonde­

dung dramatisch. Sie ermöglichten neue Netzwerkverbin­

re durch die Liberalisierungserfolge des GATT und der

dungen und Produktionsabläufe wie etwa Just-in-time-

Nachfolgeorganisation WTO in Schwung. Von herausra­

Produktion, Outsourcing oder Offshoring und gaben der

gender Bedeutung war ferner die wirtschaftliche Öffnung

Logistik einen enormen Schub.

Chinas, die 2001 in den Beitritt Chinas zur WTO mündete.

Dank der steigenden Nachfrage sanken die spezifischen

Chinas Exporte in die Welt vervierfachten sich innerhalb

Transportkosten. Die Größe der Schiffe nahm zu. Skalen­

von fünf Jahren nach dem WTO-Beitritt. Um ein weiteres

erträge wurden ausgenutzt. Hinzu kamen technologische

Beispiel für den durch Integration der Märkte intensi­

und organisatorische Innovationen in der Hafenwirt­

vierten internationalen Handel zu geben: Die mexika­

schaft – etwa im Stückgutverkehr. Von Bedeutung ist vor

nischen Exporte in die USA verdreifachten sich innerhalb

allem die Containerisierung, die wichtigste Transportrevo­

von sechs Jahren nach Gründung der NAFTA.

lution des 20. Jahrhunderts. Die zunehmende Verbreitung der offenen Schiffsregis­ ter, zu denen anfangs vor allem die Register Panamas und

Wi e viel die Sch ifff a hr t z um Tr e i bha use ff e k t be i t r ä g t

Liberias gehörten, erlaubte den Reedereien, die relativ niedrigen Kapitalkosten in den Industrieländern mit den

Nach Schätzungen der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation IMO ist

niedrigen Arbeitslöhnen für geeignete Arbeitskräfte aus

der Weltseeverkehr für rund 3 Prozent der globalen CO 2 -Emissionen verant­

Entwicklungsländern, zum Beispiel den Philippinen, zu

wortlich. Zu den Gesamtemissionen im Transportsektor trägt der Seeverkehr

kombinieren. So ließen sich die vor allem in den Industrie­

10 Prozent, der Straßenverkehr 73 Prozent und der Luftverkehr 12 Prozent

staaten kräftig zunehmenden Arbeitskosten kompensie­

bei. Die Verluste aus Pipelines schlagen mit 3 Prozent zu Buche, der Schie­

ren. Darüber hinaus konnten die Reeder durch den Wech­

nenverkehr mit 2 Prozent. Experten rechnen damit, dass sich die Emissionen

sel zu einem offenen Schiffsregister aus sehr kostspieligen

des Transportsektors ohne weitere Klimaschutzmaßnahmen bis 2050 verdop­ peln werden. Die Emissionen des Seeverkehrs könnten sich in diesen Szenari­ en etwa verdreifachen.

Regulierungen (beispielsweise des nationalen Arbeits­ rechts) flüchten. Es überrascht daher kaum, dass 2008 laut UNCTAD rund 55 Prozent der Welthandelsflotte in

435–1800 Luf t fracht

den zehn wichtigsten offenen und internationalen Regis­ tern geführt wurden. 1950 waren es gerade einmal 5 Pro­ zent. Diese Entwicklung hat mit dazu beigetragen, dass

St ra ßenver kehr

sich die Schifffahrt zu einem globalen Wirtschaftssektor

80–181

entwickelt hat. Was die Eigentumsverhältnisse betrifft, ist

S chienenver kehr

die Schifffahrt aber weit weniger global. Wenige Staaten

10–119

S chif f fa hr t

besitzen einen Großteil der Flotte. So werden rund 54 Pro­ zent der Welttonnage (gemessen an der Tragfähigkeit,

2,9–60,3 0

200

„Deadweight Tonnage“, dwt) von Eigentümern (Reede­ 400

600

800

1000

1200 1400 1600 1800

CO 2 -Auss toß in G r a mm pro Tonne und Kilometer 8.1 > Im Vergleich zu anderen Transportmitteln sind Schiffe unschlagbar effizient.

reien) in Japan (16,0), Griechenland (15,3), Deutschland (9,5), China (8,4) und Norwegen (4,5) kontrolliert. Die Welthandelsflotte bestand im Juli 2009 aus insge­ samt 53 005 Schiffen. Davon waren der Anzahl nach: 31 Prozent klassische Stückgutschiffe, 27 Prozent Tanker,

167

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

85

162

109

418

418 2009

69

145

105

391

408

8.2 > Die Entwicklung

2008 128

101

368

383

der Welthandels-

63

flotte, geordnet nach

2007

Schiffstypen (Stand

53

111

96

346

354

jeweils 1. Januar).

2006 98

92

321

336

49

2005 64

101

276

282

75

2000 44

104

262

268

58 Ö lt a nker

1995 103

235

246

Ma ssengut frachter

26 49

Stückgut schif fe

1990 261

232

106

Cont a iner schif fe

20 45

Übr ige S chif fa r ten

1985 339

186

116

11 31

1980 0

200

400

600

800

1000

1200

Tr a g f ä higkeit in Millione n Tonne n

15  Prozent Bulk Carrier (Massengutfrachter), 13  Prozent

infrastrukturen (Kaianlagen, Verkehrsanbindung an das

Fahrgastschiffe, 9 Prozent Containerschiffe, 5 Prozent alle

Hinterland) und Hafenzufahrten (zum Beispiel durch Ver­

übrigen Schiffe.

tiefung der Fahrrinne) reagieren. Für sie steigen also die

Hinsichtlich der Tragfähigkeit in dwt ergibt sich aller­

Kosten. Das kann den jeweiligen Eigentümern – meist den

dings wegen der stark unterschiedlichen Schiffsgrößen

Staaten oder Kommunen – erhebliche finanzwirtschaft­

eine andere Verteilung. So haben die Tanker und die Bulk

liche Probleme bereiten, wenn entsprechende Investiti­

Carrier jeweils einen Anteil von 35 Prozent, Container­

onen aus öffentlichen Haushalten finanziert, die Kosten

schiffe 14 Prozent, die Stückgutschiffe (General Cargo

aber nicht voll an die Hafennutzer weitergegeben wer­

Ships) 9 Prozent und die Fahrgastschiffe weniger als 1 Pro­

den.

zent. Insgesamt verfügt die Welthandelsflotte über eine Tragfähigkeit von knapp 1192 Millionen dwt.

G e s c h w i n d i g k e i t : Die Schiffe der Welthandels­ flotte können im Durchschnitt mit einer Geschwindigkeit von rund 15 Knoten fahren (1 Knoten = 1 Seemeile pro

D i e m od ern en Sch iffe –

Stunde = 1,853 Kilometer pro Stunde), also 28 Kilometern

groß, sch nell un d h oc h spe z i a l i si e r t

pro Stunde, das entspricht etwa 670 Kilometern pro Tag. Jüngere Schiffe leisten 25 bis 30 Knoten (45 bis 55 Kilo­

Zum Wachstum des Weltseeverkehrs haben auch schiffs­

meter pro Stunde). Immerhin hat sich der Schiffsantrieb

spezifische Innovationen beigetragen. Folgende Aspekte

seit Erfindung des Schraubenpropellers deutlich verbes­

sind von Bedeutung:

sert, insbesondere durch den Einsatz von Doppelpropel­

G röSSe: Die durchschnittliche Größe der Schiffe hat

lern. Der Höhepunkt dieser Entwicklung war schon in den

deutlich zugenommen. Größere Schiffe reduzieren die auf

1970er Jahren erreicht. Noch höhere Geschwindigkeiten

Ladungseinheiten bezogenen Kosten für Mannschaft,

zu erzielen bleibt eine Herausforderung und wäre ausge­

Treibstoff, Liegegebühren, Versicherung, Wartung und

sprochen kostspielig. Experten sehen deshalb nur begrenzt

Unterhalt der Schiffe. Die Hafenbetreiber müssen auf

weitere Verbesserungen der Durchschnittsgeschwindig­

zunehmende Schiffsgrößen mit dem Ausbau der Hafen­

keit in der Handelsschifffahrt voraus.

168

> Ka pi t e l 08

Stückgutschiff

Öltanker

Kreuzfahrtschiff

Wichtig e Fach be gr i ff e de s S e e v e r k e hr s i n Kür z e Bruttoregistertonne (BRT):

Schiffsregister:

Die Bruttoregistertonne oder Bruttoraumzahl (BRZ) ist ein Raum­

Jedes Schiff muss in das Schiffsregister eines Landes eingetragen

maß für die Größe von Handelsschiffen: 1 BRT = 100 Kubikfuß ≈

werden. Das Schiff trägt die Flagge dieses Landes und gehört

2,83 Kubikmeter. Obwohl das Wort Tonne darin enthalten ist,

damit zum Hoheitsgebiet dieser Nation. Damit gelten an Bord

darf die Bruttoregistertonne nicht mit Massenangaben wie der

alle Gesetze und Verordnungen (Arbeitsrecht, Sozialrecht und

Tragfähigkeit gleichgesetzt werden. Ebenso wenig verwechselt

andere) des Landes. Einige Länder (zum Beispiel Panama, Liberia,

werden sollte sie mit der Angabe der Standardverdrängung von

Bahamas) aber haben sogenannte offene Schiffsregister, in die

Kriegsschiffen, der Standard-Tonne. Bruttoregistertonne (BRT)

jeder Reeder sein Schiff eintragen lassen kann. Im offenen (Inter­

und Nettoregistertonne (NRT) wurden durch die Bruttoraumzahl

nationalen) Schiffsregister (ISR) eines Landes eingetragene Schiffe

(BRZ) und die Nettoraumzahl (NRZ) ersetzt, die Schiffsgröße und

fahren unter der Flagge dieses Landes. Da das Arbeits- und Sozi­

Volumen in Form eines errechneten dimensionslosen einfachen

alrecht in vielen Ländern die Arbeiter weniger gut schützt als bei­

Zahlenwerts ausdrücken. Nach der BRZ oder NRZ berechnen sich

spielsweise das europäische und es dort kaum Sicherheitsprü­

die Gebühren für Hafennutzung (Hafengebühren), Kanal- oder

fungen oder Ähnliches gibt, ist die Arbeitskraft und damit das

Schleusendurchfahrt und Lotsen.

Fahren unter diesen Flaggen deutlich billiger (Billigflaggen).

Deadweight Tonnage (dwt):

TEU (Twenty-foot Equivalent Unit, Standardcontainer):

Mit Deadweight Tonnage wird die Tragfähigkeit eines Schiffs in

Mit TEU bezeichnet man die heute weltweit am häufigsten einge­

Tonnen angegeben.

setzten Transportcontainer. Ein TEU hat eine Länge von etwa 20  Fuß. Daher rührt auch die Bezeichnung Twenty-foot Equiva­

Frachtrate:

lent Unit. Ein Fuß (englisch: foot) entspricht 30,48 Zentimetern.

Mit dem Begriff Frachtrate werden im Bereich der Logistik die

In Breite und Höhe misst ein TEU etwa 8 Fuß. Nicht nur Schiffe,

Geldbeträge bezeichnet, die der Transporteur für die Abwicklung

auch Bahnwaggons und Sattelschlepper werden nach diesem

einer Transportdienstleistung vom Kunden einfordert. Es gibt

Standard ausgelegt. Diese perfekte Normierung ist die Vorausset­

so­g enannte All-in-Raten, in denen alle Nebenkosten wie Ge—

zung für einen nahtlosen Transport via Schiff, Lastwagen und

bühren oder Kosten für die Dokumentation eingeschlossen sind,

Eisenbahn.

aber auch Raten, die nur die Kosten für den reinen Transport umfassen. Die Seefrachtraten variieren stark zwischen den ver­

Tonnen-Seemeilen (tsm):

schiedenen Verkehrsgebieten.

Maß für die Transportleistung. Die Transportleistung 1 tsm wird erbracht, wenn eine Tonne Ladung über eine Seemeile (1,853 km)

Schiffsmaße:

befördert wird.

Unter Schiffsmaßen versteht man unterschiedliche technische Daten wie Masse- und Raumangaben, Verdrängung, Tragfähig­

Trockenladung:

keit, Tiefgang, Länge und Geschwindigkeit eines Schif­f s. Anga­

Trockenladung ist ein Sammelbegriff für alle nicht flüssigen La—

ben zu Schiffsgrößen und Schiffsleistungen variieren je nach

dungen. Wichtige Trockenladungen sind zum Beispiel Eisenerz,

Zweck und nationaler Maßeinheit.

Kohle, Getreide, Bauxit /Aluminiumoxid und Phosphat.

169

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

Containerschiff

Massengutfrachter

D esign : Das Design der Schiffe hat sich fundamental

So ist nach Angaben des Datendienstleisters IHS Fairplay

8.3 > Die Welthan-

verändert – vom Holzschiff zum Stahlschiff und weiter zu

die Zahl der Totalverluste von Schiffen (beispielsweise

delsflotte setzt sich

Schiffen, die weitgehend aus Aluminium und Verbundma­

durch Unfälle oder Untergang) seit Mitte der 1990er Jahre

terialien bestehen. Ziel der Designinnovationen war es,

von mehr als 200 pro Jahr auf rund 150 gesunken  – vor

den Energieverbrauch und die Baukosten drastisch zu sen­

dem Hintergrund der stark gewachsenen Flotte also eine

Stückgutschiffen wie

ken und gleichzeitig die Sicherheit zu erhöhen.

beachtliche Erhöhung der Sicherheit.

etwa Schwerlast- und

zum größten Teil aus fünf Schiffstypen zusammen: den

Mehrzweckschiffen,

S pezialisierung: Spezialisierungen im Schiffbau

Der Seeverkehr boomte über viele Jahre. Im Jahr 2007

haben den Weltseeverkehr stark verändert. Es wurden

überschritt die über See beförderte Ladung erstmals die

oder sogar Yach-

zunehmend spezielle Schiffe für verschiedene Ladungen

8-Milliarden-Tonnen-Marke. Der Weltseeverkehr hatte

ten transportieren;

gebaut:

sich damit gegenüber 1990 verdoppelt (jährliche durch­

Öltankern, Massen-

• Tanker für Rohöl, Ölprodukte, Chemikalien, Flüssiggas

schnittliche Zunahme gut 4  Prozent). Die Transportleis­

oder auch Fruchtsaftkonzentrat; • Massengutfrachter für Massenschüttgüter wie Erz, Kohle, Getreide (Bulk Carrier); • Massengutfracher für Massenstückgüter wie Kraftfahr­ zeuge und Eisen; • Kühlschiffe für Fruchttransporte aus Ländern der Süd­ halbkugel;

gutfrachtern (Bulk Carriers), die über

tung in Tonnen-Seemeilen (tsm) verdoppelte sich im glei­

Ladeluken beladen

chen Zeitraum ebenfalls annähernd auf fast 33  Billionen

werden; Fahrgast-

tsm. Die Weltwirtschaftskrise 2008/2009 dämpfte den pros­p erierenden Welthandel und damit den Weltseever­

schiffen wie etwa Kreuzfahrtschiffen sowie den Container-

kehr enorm: Der Welthandel brach – nach einem beschei­

schiffen. Alle anderen

denen Anstieg von knapp 3 Prozent im Jahr 2008 – 2009

Schiffstypen wie

um rund 14 Prozent ein. Die Frachtraten sanken auf vie­

• Stückgutschiffe (General Cargo Ships);

len Teilmärkten auf historische Tiefststände. So lagen zu

• Containerschiffe, die auf längeren Strecken zuneh­

Beginn des Jahres 2009 beispielsweise weltweit rund

mend die Aufgaben der Stückgutschiffe übernehmen;

9  Prozent der Massengutfrachter beschäftigungslos in

• Fährschiffe mit Lkw-Beförderung sowie Roll-on/Roll-

Häfen oder Buchten und kehren nun in 2010 nur langsam

off-Schiffe (Ro-Ro Ships), bei denen die Ladung mit Sat­

die Maschinenteile

wieder auf den Transportmarkt zurück.

telschleppern an und von Bord gerollt wird – beide übernehmen die Aufgaben der Stückgutschiffe auf kür­

Wa s S ch i ff e l a d e n –

zeren Strecken.

Ö l , C o n t a i n e r u n d Tr o ck e n f r a ch t

Mit der Spezialisierung sanken beispielsweise durch be­­ schl­e u­n igten Ladungsumschlag die Kosten je transpor­

Die Seeschifffahrt lässt sich grob in zwei Teilmärkte unter­

tierter Einheit. Es wurden also dort, wo Spezialschiffe aus­

gliedern: zum einen den Markt für Flüssigladungen wie

gelastet werden konnten, steigende Skalenerträge rea­­­­­­­li­-

Öl und Ölprodukte, zum anderen den Markt für trockene

siert.

Ladungen. Die Trockenladungen wiederum setzen sich

A utomatisierung: Im Schiffbau und Schiffsbe­

aus Massenschütt- und Massenstückgütern (englisch:

trieb wurden verschiedene Automatisierungstechnologien

bulks) zusammen, von denen die fünf wichtigsten Eisen­

eingeführt: selbststeuernde Be- und Entladungssysteme,

erz, Kohle, Getreide, Phosphat und Bauxit sind. Die sons­

computergestützte Navigation und das Global Positioning

tige Trockenladung besteht aus weiteren Schüttgütern wie

System (GPS). Durch die Automatisierung konnte die erfor­

etwa Nichteisen-Metallerzen, Futter- und Düngemitteln,

derliche Mannschaftsstärke deutlich gesenkt werden.

darüber hinaus aber vor allem aus zu kleineren Transport­

Zugleich erhöhten sich die Sicherheitsstandards erheblich.

einheiten gebündelten Gütern aller Art. Letztere werden

etwa Autotransporter machen insgesamt nur etwa 5 Prozent der Flotte aus.

170

> Ka pi t e l 08

als Stückgüter bezeichnet und heute meist in Containern

bischen Golf westwärts um das Kap der Guten Hoffnung

und regelmäßig in der Linienschifffahrt befördert, die feste

oder durch den Suezkanal sowie von Afrika nord- und

Routen nach angekündigten Fahrplänen bedient. Sie bie­

westwärts nach Europa oder Nordamerika. Ferner verlau­

tet ihre Leistungen meist zu festen Konditionen an, die auf

fen Transportrouten vom Arabischen Golf ostwärts nach

sogenannten Konferenzen zwischen Wettbewerbern ver­

Ostasien und von der Karibik zur Golfküste der Vereinig­

einbart werden.

ten Staaten.

Das weltweit bedeutendste einzelne Transportgut ist

Freilich wird nicht nur Rohöl per Schiff transportiert. So

Rohöl, das allein etwa ein Viertel der Ladungen aller See­

bringen kleinere, spezialisierte Schiffe (Produktentanker)

transporte ausmacht. Die wichtigsten Importeure sind die

weiter aufbereitete Ölprodukte wie etwa Benzin von

Europäische Union, die Vereinigten Staaten von Amerika

bedeutenden peripheren Raffineriestandorten in die Ver­

und Japan. Alle drei werden aus dem Mittleren Osten,

brauchsgebiete Nordamerikas oder Japans. Im Jahr 2007

dem wichtigsten Ölfördergebiet, beliefert. Darüber hinaus

waren es weltweit etwa 815 Millionen Tonnen.

bezieht Nordamerika noch Öl aus Westafrika und der Kari­

Unter den trockenen Massengütern haben Eisenerz und

bik. Europa wiederum importiert aus Nord- und Westafri­

Kohle rein mengenmäßig eine besondere Bedeutung.

ka. Die Haupttransportrouten verlaufen daher vom Ara­

Eisenerz wird in sehr großen Schiffen über längere Stre­ cken hauptsächlich von Brasilien nach Westeuropa und Japan sowie von Australien nach Japan transportiert. Die

Die Con tain er- Revol ut i on

bedeutendsten Transportwege der Kohle verlaufen von den beiden Hauptexportländern Australien und Südafrika

Die Containerschifffahrt wurde während der 1960er Jahre zuerst in den USA

nach Westeuropa und Japan, ferner von Kolumbien und

eingeführt und in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren dann auf die

der US-Ostküste nach Westeuropa sowie von Indonesien

Schiffsrouten zwischen den USA und Europa bzw. Japan ausgeweitet. Vom Ende der 1970er Jahre an folgten dann die Entwicklungsländer, die die hohen Fixkosten der Einführung anfangs gescheut hatten. Denn um die Vorteile des

und der US-Westküste nach Japan. Der größere Teil der transportierten Kohle wird als Kes­

Containertransports voll nutzen zu können, benötigt man entsprechend aus­

selkohle zur Energieerzeugung in Kraftwerken verwen­

gerüstete Schiffe und Hafenanlagen mit speziellen Kränen, Lagerflächen und

det. Ein Drittel der weltweit verschifften Kohle wird als

Bahnanlagen. Daher setzte sich der Containerverkehr zunächst auf den am

Kokskohle zur Verhüttung in der Eisen- und Stahlindustrie

stärksten frequentierten Schiffsrouten durch. Für die Entwicklungsländer gab

eingesetzt.

es letztlich zwei Gründe, nur zögerlich in den Containertransport einzustei­

Zu den trockenen Massengütern rechnet man auch die

gen: den Preis und das geringere Containeraufkommen. In Ländern nämlich,

Getreide und Ölsaaten (Weizen, Gerste, Roggen, Hafer,

in denen es nur wenig Kapital, aber viele Arbeiter gibt, sind die Kapitalkosten beim Bau eines Containerhafens relativ höher. Die durch die Containerisie­ rung eingesparten Arbeitskosten hingegen sind vergleichsweise gering.

Sorghum oder Sojabohnen). Hier schwanken die Mengen und Richtungen der Transporte allerdings je nach Ernte­

Dessen ungeachtet halten viele Experten den Containertransport für eine

zeiten und -ergebnissen sehr viel stärker als bei den ande­

der wichtigsten Transport-Revolutionen des 20. Jahrhunderts. Der Einsatz

ren wichtigen Massengütern. Vor allem die USA, Kanada,

standardisierter Container spart enorme Transportkosten ein, da die Ware nur

Argentinien, Australien oder auch Frankreich sind Getrei­

einmal verpackt wird und dann über lange Distanzen mit verschiedensten

deexporteure. Wichtige Importgebiete sind infolge häu­

Verkehrsträgern – Lastwagen, Eisenbahn, Schiff – transportiert werden kann.

figer lokaler Mangelsituationen vor allem Afrika und Ost­

Zeitraubendes Aus- und Umpacken entfällt und sowohl die direkten Kosten,

asien. Zwar verbrauchen die Hauptgetreideproduzenten

wie etwa Hafengebühren fürs Lagern und Verstauen, als auch die nicht uner­ heblichen indirekten Kosten langer Liegezeiten werden reduziert. Nach Schät­ zungen verbringen nämlich traditionelle Frachtschiffe, bei denen das Löschen der Ladung deutlich mehr Zeit in Anspruch nimmt, die Hälfte bis zwei Drittel

(Vereinigte Staaten, Russland, China, Indien) ihre Produk­ tion zum größten Teil oder sogar gänzlich im eigenen Land. Dennoch sind die verbleibenden weltweit gehandel­

ihrer Betriebszeit im Hafen. Die Containerisierung des Schiffstransports rech­

ten Getreidemengen so groß, dass Getreide zu den Mas­

net sich vor allem auf See, denn die großen und schnellen Containerschiffe

senschüttgütern gezählt wird.

reduzieren die Kosten pro Tonnen-Seemeile auf Reisen erheblich.

Die intensivierte internationale Arbeitsteilung, beispiels­ weise in der Automobilproduktion, hat dazu geführt, dass

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

8.4 > In den kommenden Jahren werden weitere riesige Containerschiffe vom Stapel laufen und in Dienst gestellt. Vermutlich wird dadurch die Gesamtkapazität der Handelsflotte die Nachfrage für längere Zeit übersteigen.

171

172

> Ka pi t e l 08

auch Stückgüter wie etwa Autos oder Autoteile als Mas­

Tonnen (2008) zugenommen. Sein Anteil an der Beförde­

senstückgüter in so großen Mengen anfallen, dass sie in

rung aller Trockenladungen stieg dabei von 7,4  Prozent

ganzen Schiffsladungen außerhalb der Linienschifffahrt

auf 25 Prozent. Im Jahr 2008 wurden 137 Millionen Con­

mit entsprechend spezialisierten Schiffen befördert wer­

tainer, gemessen in TEU, über die Meere befördert. Im

den können. Zu diesem auch als Spezialschifffahrt bezeich­

Jahr 2009 ging die Zahl dann allerdings um ungefähr

neten Zweig gehören beispielsweise große Autotrans­

10 Prozent zurück.

porter oder Spezialtanker für Chemikalien oder Frucht­-

Die typischen Kosten für den Transport eines TEU von

saftkonzentrat, die heute auf Kontraktbasis linienartig

Asien nach Europa, der mehr als 20 Tonnen Fracht ent­

verkehren.

hält, entsprechen grob gerechnet den Kosten eines ein­

Die sonstigen Trockenladungen werden heute vor allem

fachen Fluges in der Economy Class auf derselben Route.

mit Containern transportiert. Diese standardisierten Boxen

Heruntergebrochen auf typische Güter des täglichen

haben eine Flut von technischen Innovationen an der

Bedarfs wie etwa Elektrogeräte, machen die Transportkos­

Transporthardware (zum Beispiel Spezialkräne an den

ten zumeist weniger als 1 Prozent des Verkaufspreises

Umschlagstellen) und grundlegenden organisatorischen

aus.

Innovationen mit sich gebracht. Da die Boxen standardi­ siert sind, können sie mit jedem beliebigen Transportmit­

D i e w i ch t i g s t e n R o u t e n d e s We l t s e e v e rkeh r s

tel befördert und zügig auf Lastwagen oder Eisenbahnwag­ gons umgeladen werden, die über die entsprechenden

Fasst man alle Handelsgüter zusammen, dann ergeben

Halterungen verfügen. Aus ökonomischer Sicht brachte

sich relativ wenige Hauptverkehrsrouten, die sich durch

dies eine dramatische Senkung der Transportkosten mit

wenige Teilgebiete der Weltmeere ziehen. Am dichtesten

sich, vor allem durch das beschleunigte Be- und Entladen.

befahren sind weltweit die Zufahrten zu den Häfen Euro­

Für einen effizienten Einsatz der Container waren Investi­

pas und Ostasiens, insbesondere zu den japanischen

tionen entlang der ganzen Transportkette erforderlich, die

Häfen, nach Shanghai, Singapur und Hongkong, und den

Kapitalintensität nahm dadurch deutlich zu. Die Arbeitsin­

Vereinigten Staaten. Vor allem die US-Ostküste ist Haupt­

tensität wurde hingegen nachhaltig vermindert, da relativ

empfänger und -versender von Ladungen. Meerengen füh­

8.5 > Die Containeri-

weniger Schauerleute zum Be- und Entladen gebraucht

ren zu einer zusätzlichen Konzentration des Schiffsver­

sierung der Seefahrt

wurden.

kehrs. Neuralgische Punkte sind die Straßen von Dover,

hat das Löschen der Ladung enorm beschleunigt.

Der weltweite Gütertransport in Containern auf See hat

Gibraltar, Malakka, Lombok und Hormus, aber auch das

seit 1985 jährlich um rund 10 Prozent auf 1,3 Milliarden

Kap der Guten Hoffnung an der Südküste Afrikas. In die­

Die Last mit den Le e r f a h r t e n – unausg eg lichene La dungsbi l a nz e n Mehr noch als im Containerverkehr sind im Massengutsektor die Transport­ ströme aus den verschiedenen Richtungen in der Regel sehr unausgeglichen. Rohstoffvorkommen und Rohstoffverarbeiter sind oftmals geographisch weit voneinander entfernt. Große Erz- und Kohlefrachter oder auch Rohöltanker sind daher auf einer Rundreise jeweils nur während der Fahrt vom Lade- zum Löschhafen beladen. Auf der Rückfahrt sind die Schiffe meistens leer. Das hat zur Folge, dass mit der Frachtrate für die Ladung regelmäßig zugleich die Rückfahrt des leeren Schiffs bezahlt werden muss. Dies erklärt zum Teil die großen richtungsbezogenen Differenzen in den Frachtraten auf den einzelnen Routen.

173

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

8.6 > Die Hauptrou-

17,7

St ra ße von Gibralt a r

2,7

Containerverkehrs

St ra ße von Hormus

Menge der 2007 transportierten TEUs

Suezka nal

10 ns

p

or

4,9

über die Meere. Die Zahlen geben die

Tr a

f is ch er Tr an sp a zi 15,4 Tr an sp or t

nsTr a i s c h e r 4 , rt 4 ant atl nspo Tr a

ten des weltweiten

Bosporus

Pa na ma ka nal

t

Europa

–A

sien

St ra ße von M ala k ka

Magellans traße

sen Meerengen ballt sich der Verkehr, und das macht ihn

wickelt. Dieser Prozess ist durch die Einführung des Con­

auch anfällig für Störungen wie zum Beispiel Übergriffe

tainers und die damit verbundene erhebliche Produktivi­

durch Piraten.

tätssteigerung im Seetransport gefördert worden. Die

Für den Verkehr mit Asien sind – entsprechend den Han­

Kosten für den Transport zwischen dem Ort der Herstel­

delsbilanzen – unausgeglichene Ladungsbilanzen kenn­

lung und des Verbrauchs der Waren wurden damit ent­

zeichnend. Dabei ist das aus Asien stammende Ladungs­

scheidend reduziert. Zum Wachstum des Containerver­

aufkommen größer als das der Gegenrichtung. Auf der

kehrs hat außerdem beigetragen, dass bislang noch

Pazifikroute war das Ungleichgewicht mit fast 10 Millio­

kon­­ventionell transportierte Trockenladungen wie zum

nen TEU (2007) besonders ausgeprägt. Von Asien nach

Beispiel Auto- und Maschinenteile zunehmend containeri­

Europa betrug es fast 8 Millionen TEU. Im Nordatlantik­

siert wurden.

verkehr zwischen den hoch entwickelten Volkswirt­

Bis zum Ausbruch der Weltwirtschaftskrise war die

schaften Nordamerikas und Europas war das Ungleichge­

Nachfrage nach neuen Schiffen groß gewesen. Mit der Kri­

wicht mit knapp 2 Millionen TEU deutlich geringer. Grund

se aber wendete sich das Blatt, viele Unternehmen stor­

für diese Verteilung der Transporte ist die Tatsache, dass

nierten ihre Aufträge zum Bau neuer Schiffe. Dennoch ist

seit Mitte der 1980er Jahre viele Fertigungsprozesse aus

davon auszugehen, dass das Angebot an Seetransportka­

den traditionellen Industrieländern in die aufstrebenden

pazität durch die Auslieferung fertiggestellter Schiffe in

Entwicklungs- und Schwellenländer verlagert wurden,

naher Zukunft weiter zunehmen und die Nachfrage über­

insbesondere nach China und in die südostasiatischen

steigen wird. Das dürfte eine rasche Erhöhung der Fracht­

Länder. Bei den herrschenden Wechselkursen hat sich vor

raten von den gegenwärtigen Tiefstständen vermutlich

allem China zur kostengünstigen Werkbank der Welt ent­

spürbar hemmen.

in Millionen Stück an.

174

> Ka pi t e l 08

P i rater ie u nd Ter r or i smu s i m g loba len Se everkeh r

> Pi r a t e n a n g r i ff e s i n d i n d e n v e r g a n g e n e n Ja h r e n zu n e h m e n d i n d as Blick-

fel d de r Öff e nt l i c hk e i t ge r üc k t . D i e w a ch s e n d e B e d r o h u n g k a n n d u r ch a u s zu h ö h e r e n K o s t e n f ü h r en – et w a be i de n Ve r si c he r ungspr ä m i e n . L e t zt l i ch i s t d a s R i s i k o , O p f e r e i n e s P i r a t e n a n g r i ff s zu wer d en , abe r r e l a t i v ge r i ng. De r S c hut z v o r t e r r o r i s t i s ch e n A n s ch l ä g e n w i e d e r u m e n t p u p p t s i ch a l s e in H in d ern i s i m i nt e r na t i ona l e n S e e v e r k e h r, w e i l e r s p ü r b a r e K o s t e n s t e i g e r u n g e n n a ch s i ch zi e h t .

D i e Rüc k k e hr de r F r e i be ut e r

Haupthandelsrouten verlaufen. Piraterie geht oft Hand in Hand mit bitterer Armut, die die Menschen in diesen

In den 1990er Jahren hat die Piraterie mit der fortschrei-

Erwerbszweig treibt. Begünstigt wird sie oftmals durch

tenden Globalisierung wieder an Bedeutung gewonnen,

den völligen Zusammenbruch staatlicher Ordnung in den

nachdem sie mehr als ein Jahrhundert lang weitgehend

betreffenden Nationen.

verschwunden war. Die Piraterie ist ein uraltes, bis Mitte

Die Piraterie ist nicht nur eine unmittelbare Gefahr für

des 18. Jahrhunderts oft staatlich geduldetes und biswei-

die Besatzung der Schiffe und die Ladung. Sie verteuert

len hoch respektiertes Phänomen im Weltseeverkehr. So

zudem den Weltseeverkehr. Die Verlader und Reeder spü-

wurden die Angriffe des englischen Weltumseglers Sir

ren die Kosten der Piraterie ganz erheblich. So sind die

Francis Drake (1540 bis 1596) auf spanische Handels-

Versicherungsprämien für eine Passage durch den Golf

schiffe von der englischen Krone durchaus begrüßt. In der

von Aden um mehr als das Zehnfache gestiegen. Der

Deklaration über das Seerecht wurde am 16. April 1856 in

Umweg um das Kap der Guten Hoffnung wiederum ist um

Paris die Abschaffung der Kaperei beschlossen.

Wochen länger und verbraucht deutlich mehr Treibstoff.

Nunmehr hat die Piraterie vor allem vor der somalischen

Gleichwohl ist das Risiko, Opfer eines Piratenangriffs zu

Küste und im Golf von Aden zugenommen – also dort, wo

werden, auch an den Brennpunkten der Piraterie eher gering. Die jährlichen Gesamtverluste durch Piraterie in den Meerengen werden derzeit auf 0,001 bis 0,002 Prozent des gesamten Transportwerts in den betroffenen Straßen geschätzt. Nach Ansicht von Experten ist dieser

8.7 > Respektierter

Wert also keineswegs alarmierend hoch. Das gilt tendenzi-

Seeräuber:

ell auch für den gegenwärtigen Brennpunkt der Piraterie:

Sir Francis Drake (1540 bis 1596)

die somalische Küste und den zwischen Afrika und der

war ein geachteter

Arabischen Halbinsel gelegenen Golf von Aden, den jähr-

englischer Kapitän,

lich rund 16 000 Schiffe passieren.

der von den Spaniern wegen seiner räuberischen Überfälle

E i n e u n k a l k u l i e r b a r e G e f a h r – d e r Te r r o r is m u s

aber eher als Pirat betrachtet wurde.

Mit den Terrorangriffen vom 11. September 2001 hat das

1581 wurde er von

Thema Gefährdung des Seeverkehrs erheblich an Bedeu-

der englischen Krone sogar zum Ritter

tung gewonnen. Von der Internationalen Seeschifffahrts-

geschlagen.

Organisation IMO wurde bereits eine Reihe von verbindlichen Sicherheitsmaßnahmepaketen erlassen. Vor allem die USA haben einschneidende Sicherheitsvorkehrungen getroffen. Ein Beispiel ist die Überwachung von Contai-

175

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

500

St ra ße von Ma la kka

450

8.8 > Die moderne

Indischer Ozea n

Freibeuterei:

Os t afr ika

400

Nach einer starken

Wes t afr ika 350

300

Zunahme der Pirate-

Südchinesisches M eer

rie zu Beginn des

L ateina mer ika und K a r ibik

21. Jahrhunderts ist

M it telmeer

die Zahl der Überfälle weltweit wieder

Nordat la nt ik

deutlich gesunken.

A ra bisches M eer

250

200

Die Ausnahme sind

A ndere

die Gewässer vor

Ges a mt

Ostafrika und insbesondere Somalia.

150

100

50

0 1984 ’85

’86

’87

’88

’89

’90

’91

’92

’93

’94

’95

’96

’97

’98

’99

’00

’01

’02

’03

’04

’05

’06

’07 2008

nern beim Verladen und entlang der gesamten Transport-

der Straße und auf Parkplätzen sowie die Verladeterminals

kette. Diese Maßnahmen wurden von den wichtigsten

in den Häfen.

Handelspartnern der USA befolgt, um Schwierigkeiten im

Es gibt eine Reihe ausgewählter Studien zu den wirt-

Containerverkehr zu vermeiden. Zum einen soll verhin-

schaftlichen Folgen des Terrorismus im Seeverkehr, die

dert werden, dass Terroristen per Schiff Nachschub an

sich vor allem auf US-amerikanische Häfen beziehen.

Waffen oder anderem Material anlanden. Zum anderen

Damit wird versucht, die Gesamtverluste durch materielle

will man ausschließen, dass Schiffe selbst – analog zu den

Schäden im Fall eines terroristischen Angriffs und an­­

Flugzeugen des 11. September 2001 – als Waffe miss-

schließende Hafenschließungen zu bestimmen. In Simula-

braucht werden.

tionen wurde zum Beispiel der wirtschaftliche Schaden

Sicherheit ist gerade im Containerverkehr eine besonde-

eines Angriffs auf den Hafen von Los Angeles mit einer

re Herausforderung: Das maritime System des Container-

„dirty radioactive bomb“ berechnet: In der Folge des An­­

transports ist charakterisiert durch komplexe Interakti-

schlags wird jeder US-Hafen für acht Tage geschlossen;

onen zwischen verschiedensten Akteuren, Industrien,

der Abbau des resultierenden Containerstaus dauert

Regulierungsbehörden, Verkehrsträgern, Operationssyste-

92 Tage. Der Gesamtschaden wird auf 58 Milliarden US-

men, unterschiedlichen Rechtsrahmen und verschiedenen

Dollar geschätzt. Die Zahl der Menschen, die bei einem

Haftungsbedingungen. Die Europäische Verkehrsminister-

solchen Angriff getötet werden könnten, und auch die

konferenz (European Conference of Ministers of Transport,

Schäden an den Gebäuden wurden in dieser rein wirt­­

ECMT) stellt dazu fest, dass für die Sicherheit des Contai-

schaftlichen Studie nicht berücksichtigt. Die Folgen dürf-

nerhandels alle Akteure verantwortlich sind. Eine einzige

ten jedoch katastrophal sein.

Sicherheitslücke in einem Bereich zerstört die Sicherheit

Die Effekte wären im Fall der weltweit größten Häfen

der gesamten Logistikkette. Besonders anfällige Punkte

(zum Vergleich der Containerumschlag 2007: Los Angeles

des Containerhandels sind Rangierbahnhöfe, Stopps an

8,4 Millionen TEU; Hamburg 9,9 Millionen TEU und Sin-

176

> Ka pi t e l 08

8.9 > Deutsche Marinesoldaten überführen im Golf von Aden ein Piratenboot zur Fregatte „RheinlandPfalz“. Wegen der häufigen Überfälle werden die ostafrikanischen Gewässer seit Längerem durch Kriegsschiffe gesichert. Dennoch kommt es in dieser derzeit gefährlichsten Küstenregion immer wieder zu Übergriffen auf Handelsschiffe.

gapur 27,9 Millionen TEU) noch schwerwiegender. Aller-

schiedene Weise langfristig zur Kostensenkung beitragen

dings gibt es bislang keine verlässlichen Schätzungen über

– etwa durch verringerte Verzögerungen und schnellere

die Höhe der Vermeidungskosten und ihr Verhältnis zu

Durchlaufzeiten. Kostensenkungen sind auch durch ver-

den möglichen Schäden durch terroristische Angriffe.

besserte Kontrolle der Transport- und Verladeanlagen,

Solche Vermeidungskosten entstehen unter anderem

durch intensiveren IT-Einsatz und daraus folgende gerin-

durch den Kauf spezifischer Ausrüstungen zur Kontrolle

gere Personalkosten, durch geringeren Verlust durch Dieb-

der Schiffsladungen (beispielsweise Röntgengeräte) und

stahl aufgrund höherer Sicherheit und durch niedrigere Ver-

durch den Einsatz von in der Regel hoch qualifiziertem

sicherungsprämien denkbar.

Personal. Zum einen investieren private Akteure wie bei-

Trotz dieser möglichen Kostensenkungen gehen Exper-

spielsweise die Reedereien selbst in derartige Sicherungs-

ten davon aus, dass die Transportkosten durch die höheren

maßnahmen. Zum anderen schreiben Staaten bestimmte

Sicherheitsstandards in der Summe erheblich gestiegen

Schutzvorkehrungen vor. Die OECD schätzte die anfäng-

sind. So zitiert die OECD Schätzungen, dass die Gefahr

liche Last der Reedereien durch die Implementierung der

terroristischer Anschläge in den USA etwa die Hälfte der

Schutzvorkehrungen auf 1,3 Milliarden US-Dollar und

Produktivitätsgewinne in der Logistik zunichte gemacht

danach auf jährlich 730 Millionen US-Dollar. Diese erhöh-

hat, die man in den vergangenen zehn Jahren erzielt hatte.

ten Kosten schlagen sich zumindest kurzfristig in höheren

Gelegentlich wurde sogar die Befürchtung geäußert, dass

Preisen beziehungsweise geringeren Gewinnmargen nie-

die allgegenwärtige internationale terroristische Bedro-

der und verringern dadurch tendenziell den Seeverkehr.

hung den Globalisierungsprozess der vergangenen drei

Andererseits können die ergriffenen Maßnahmen auf ver-

Jahrzehnte insgesamt infrage stellt. Wenig quantifizierbar

D a s Me e r – d e r w e l t u msp a n n e n d e Tr a n sp o r t w e g <

sind gegenwärtig auch die Folgen für die Organisation der

im Weltseeverkehr steht derzeit noch aus. Bislang gibt es

Produktion. Wird es auch in Zukunft möglich sein, die

dazu keine umfassenden Studien. Die Frage, ab wann die

Just-in-time-Produktion aufrechtzuerhalten? Erste Herstel-

Kur teurer wird als die Krankheit, lässt sich zurzeit also

ler haben auf die durch die permanente terroristische

kaum beantworten: Niemand weiß, wann die Kosten des

Bedrohung erzeugte Unsicherheit reagiert. Sie verlassen

Sicherheitsgewinns die Kosten möglicher Schäden und

sich nicht mehr nur auf Just-in-time-Lieferungen.

Zerstörungen durch tatsächliche Terrorangriffe übersteigen. Albtraum-Szenarien von gekaperten Schiffen, die in

D i e Kosten d er An gs t

wichtigen Häfen in die Luft gejagt werden und gigantische Explosionen auslösen, lassen sich zwar nicht gänzlich in

Eine umfassende ökonomische Analyse der gesamtwirt-

Abrede stellen, nach Ansicht von Experten sind sie aber

schaftlichen Kosten und Erträge der Schutzmaßnahmen

ausgesprochen unwahrscheinlich.

C onc lus i o Der Weltseeverk e h r –

endgültig ausgeräumt. Auch die Container-Erfolgs-

ein Blick in d ie Zuk unf t

story endete mit dem Absturz der Weltwirtschaft im Jahr 2008 abrupt. A. P. Moeller-Maersk A/S, die

Die globale Wirtschaftskrise hatte zu einem tiefen

Eigentümerin der größten Containerflotte der Welt,

Einbruch des Weltseeverkehrs geführt. Aber die

schätzt, dass der Containerumschlag 2009 um

Welt­­­wirtschaft hat sich 2010 tiefgreifend erholt.

10  Prozent eingebrochen ist – der erste Rückgang

Der Welthandel, der bis ins Frühjahr 2009 hinein

seit dem ersten weltweiten Einsatz von Containern

rückläufig gewesen war, nahm ab Sommer 2009

in den 1970ern! Die Containerschifffahrt wird nach

wieder deutlich zu. Allerdings wird die Konjunktur

ihren erfolgreichsten Jahren auch wegen der bevor-

wohl noch geraume Zeit weiter belastet bleiben.

stehenden starken Flottenexpansionen in der kom-

Alles in allem rechneten die größten deutschen Kon-

menden Zeit unter Druck geraten. In naher Zukunft

junkturforschungsinstitute in ihrer Herbstprognose

wird eine riesige Anzahl extrem großer Container-

2010 damit, dass dem Rückgang der Weltproduktion

frachtschiffe fertiggestellt, was eine zügige Erholung

um 1 Prozent 2009 im Jahr 2010 ein Anstieg um

der Fracht­r aten beeinträchtigen wird. Wie stark sich

3,7 Prozent folgt (2011: 2,8  Prozent), getragen vor

der Kli­m awandel auf die Schifffahrt auswirken wird,

allem von der wieder zügigen Erholung in einigen

ist kaum abzusehen. Extreme Wetterereignisse wie

Schwellenländern, China und einigen westeuropä-

etwa Stürme könnten die Transport- und Navigati-

ischen Ländern. Der Welthandel hat 2009 mit einer

onsbedingungen beeinträchtigen, die Risiken für

Rate von 11,3 Prozent einen kräftigen Einbruch

Schiffe und Ladungen erhöhen oder das Be- und Ent-

erlitten und wird 2010 allerdings um ungefähr

laden erschweren. Der Gütertransport über See, das

12  Prozent zulegen (2011: 6,8 Prozent). Das hat

wichtigste weltweite Transportmedium, würde sich

auch die Transport­n achfrage wieder verhalten

durch den Klimawandel möglicherweise verteuern.

anziehen lassen. Offen bleibt, ob und wie sich die

Andererseits könnte der Wandel neue Schifffahrts-

Globalisierung der Märk­t e fortsetzen oder verän-

routen ermöglichen und so zu beträchtlicher Zeit-

dern wird. Die Befürchtungen, dass die Finanzkrise

und Energieersparnis führen. So ist denkbar, dass

zu einer spürbaren Beeinträchtigung der internatio-

die Nordwest- und die Nordostpassage bald für meh­

nalen Arbeitsteilung und damit des Welthandels

­r ere Wochen oder gar Monate im Jahr befahrbar sein

und des Seeverkehrs führen könnte, sind noch nicht

wird (Kapitel 1).

177

178

> Ka pi t e l 09

9

Medizinisches Wissen aus dem Meer

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <



> Me e re s o rg a n is me n wie Bakterien, Korallen oder Sc hwämme enthalten Ta us ende

vo n i nt e r e s s a nt e n S u b s ta n ze n , a u s d e n e n m an künftig neue M edikamente entwic keln könnte. Eini ge di eser Wi r k s t off e w u rd e n b e re its a ls Arz n e i z ugelassen. A uc h lässt sic h an den ursprünglic hen Organi sm en seh r gut e r f or s c h e n , wie K ra n k h e ite n e n ts tehen oder bekämpft werden können. Bevor der mediz i ni sche Sch a t z i m M e e r g e h o b e n we rd e n k a n n , s in d aber noc h rec htlic he Fragen z u klären.

179

180

> Ka pi t e l 09

Me er e st ier e a l s Wi rk stof f l iefera nten

> Wi r k s t o ff e a u s d e m M e e r w e r d e n h e u t e b e r e i t s a l s K r e b s m e dikamente

o de r S c hm e r z m i t t e l e i nge se t z t . A n d e r e P r ä p a r a t e b e f i n d e n s i ch i n d e r k l i n i s ch e n E r p r o b u n g . D o ch d ie F a h n d u n g n a c h n e u e n v i e l v e r s p r e c h e n d e n S u b s t a n z e n i s t a u f w e n d i g . M i t g e n a n a l y t i s c h e n Methoden ve r suc ht m a n j e t z t , di e S uc he zu b e s ch l e u n i g e n .

Ge sc hä t z t e He i l que l l e se i t de r A n t i k e

Organismen spielen, beispielsweise in ihrem Immunsystem, und welche biochemischen Prozesse in den Lebe-

Als Quelle heilender Substanzen fasziniert das Meer die

wesen ablaufen. Die Forscher gehen davon aus, dass künf-

Menschheit seit Jahrtausenden. „Das Meer“, lässt der grie-

tig zahlreiche neue bioaktive Substanzen im Meer und in

chische Dramatiker Euripides in einem seiner Iphigenie-

Meeresorganismen entdeckt werden, schließlich ist der

Dramen sagen, „reinigt uns von allen Wunden der Welt.“

Ozean Heimat von Millionen Pflanzen-, Tierarten und

Schon die Ägypter und Griechen untersuchten, wie See-

Bakterienstämmen. Heute sind bereits rund 10 000 Natur-

wasser die Gesundheit beeinflusst. Sie sprachen dem Was-

stoffe bekannt, die vor allem in den vergangenen 20 Jah-

ser und den darin gelösten Stoffen Heilkraft zu. Auf allen

ren aus Meeresorganismen isoliert wurden. Erleichtert

Kontinenten sind Meeresprodukte seit Jahrhunderten

wurde die Suche durch die Entwicklung neuer technischer

Bestandteil der Volksmedizin. So wird Meersalz traditio-

Methoden wie etwa der Kernspinresonanzspektroskopie,

nell gegen Hautkrankheiten eingesetzt. Algen werden als

mit denen sich unbekannte Wirkstoffmoleküle selbst dann

Wurmmittel verwendet. 1867 führte der französische Arzt

identifizieren und analysieren lassen, wenn ein Meeresor-

La Bonnardière die klassische Thalasso- und Klimathera-

ganismus nur Spuren davon enthält. Außerdem wird der

pie in Europa ein und trug damit dazu bei, dass das Meer

Meeresboden heutzutage so intensiv erforscht wie nie

des griechischen

dort zunehmend als Hort gesund machender Kräfte wahr-

zuvor. Zum Einsatz kommen unbemannte Tauchroboter,

Dramatikers Euripides

genommen wurde. Die Mystifizierung dieser Heilkraft hat

mit denen man sogar in mehrere Tausend Meter Wasser-

(zirka 480 bis 406 vor

allerdings auch irrationale Blüten getrieben – etwa der

tiefe vorstoßen kann, um dort Proben zu nehmen.

9.1 > Die Werke

Christus) werden auch heute noch gespielt.

Glaube, dass der Verzehr von Meeresschildkröteneiern

Trotz dieser Fortschritte und der enormen Biodiversi-

Das Meer hat in sei-

oder Haifischflossen die männliche Potenz steigert. Dieser

tät (Kapitel 5) des Ozeans sind bisher nur wenige Meeres-

nen Dramen eine ge-

Aberglaube wird heute von unseriösen Unternehmen

wirkstoffe für den Einsatz in der Klinik zugelassen. Eine

missbraucht und hat zu einer Dezimierung zahlreicher

neue Substanz muss nämlich nicht nur an Molekülen

Tierarten beigetragen.

angreifen, die im Krankheitsprozess eine zentrale Rolle

radezu schicksalhafte Bedeutung. Es ist Bedrohung, aber auch

spielen, sie sollte, wenn sie gleichzeitig mit anderen Medi-

Quell des Lebens.

Hightechgeräte spüren

kamenten oder der Nahrung eingenommen wird, auch

v i e l v e r spr e c he nde M ol e k ül e a u f

nicht zu riskanten Wechselwirkungen führen. Zudem muss sie großtechnisch herstellbar sein.

Mithilfe moderner molekularbiologischer und gentechnischer Methoden kann man heute sehr schnell neue

Wi r k s t o ff e a u s d e m M e e r –

zukunftsträchtige Substanzen im Meer identifizieren.

f ü r d e n M e n s c h e n w i e g e s c h a ff e n

Längst hat man realisiert, dass die Ozeane viele unbekannte bioaktive Stoffe beherbergen, die heilend oder

Die heute bereits zugelassenen marinen Naturstoffe beste-

pflegend wirken. In vielen Fällen konnten Wissenschaft-

chen in der Regel durch eine besonders gute Wirksamkeit.

ler klären, welche Rolle bestimmte Substanzen in den

Sie werden geschätzt, weil sie durch andere Ausgangs-

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

181

9.2 > Im Europa der Neuzeit wurde das Meer erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts als Heilquelle wiederentdeckt. Zunehmend reisten Menschen, die weitab der Küsten wohnten, zur Erholung an die See – wie hier auf die ostfriesische Insel Norderney.

stoffe und Zusammensetzungen geprägt sind als die Natur-

und Spongothymidin. Nukleoside sind Bausteine des Erb-

stoffe, die an Land vorkommen: Die spezielle Struktur der

guts DNA. Bevor sich eine Zelle teilt, wird das Erbgut ver-

Wirkstoffmoleküle und ihre Bestandteile wie etwa die Ele-

vielfältigt. Die Nukleoside werden dabei passgenau in den

mente Brom oder Chlor tragen offensichtlich zur Wirk-

neuen Erbgutstrang eingebaut. Sie besitzen unter ande-

samkeit bei. Für gewöhnlich kommen die Substanzen

rem eine Zuckerkomponente, zumeist die Ribose. Die

nicht in ihrer reinen Form zum Einsatz. Zunächst werden

Nukleoside Spongouridin und Spongothymidin hingegen

die Moleküle chemisch leicht abgewandelt und auf den

haben einen anderen Zuckerbaustein, die Arabinose. Wer-

menschlichen Stoffwechsel zugeschnitten. Zu den erfolg-

den diese körperfremden Nukleoside in die DNA einge-

reichen Meereswirkstoffen, die es bis in die klinische

baut, bricht die Erbgutvermehrung, die Nukleinsäuresyn-

Anwendung geschafft haben oder die vielversprechende

these, ab.

Kandidaten sind, gehören folgende Substanzen:

Dieses Prinzip hat man sich früh für die Behandlung von Krebserkrankungen oder Viren zunutze gemacht,

N ukleo side

denn Tumorzellen sind besonders teilungsfreudig und auch Viren benötigen eine aktive Erbgutsynthese im Zell-

Zu den bekanntesten marinen Naturstoffen, die bereits

kern zur Vermehrung. Verabreicht man dem Patienten

seit gut 50 Jahren in der Klinik verwendet werden, gehö-

Substanzen, die die Nukleinsäuresynthese unterbrechen,

ren die aus dem karibischen Schwamm Cryptothetya cryp-

wird das Tumorwachstum erheblich gestört. So wurden

ta isolierten ungewöhnlichen Nukleoside Spongouridin

die Schwammnukleoside zu einer tumorhemmenden Sub-

182

> Ka pi t e l 09

9.3 > Aus Schwämmen wie dem Elefantenohrschwamm Lan-

9.4 > In der Koralle Plexaura homomalla konnten Forscher in

thella basta werden viele medizinisch wirksame Stoffe extra-

den 1960er Jahren erstmals Prostaglandin-Hormone nachwei-

hiert. Dieser Schwamm liefert Substanzen, die das Wachstum

sen. Die Koralle kommt in der Karibik und im Westatlantik bis

von Tumoren hemmen.

in einer Tiefe von 60 Metern vor.

stanz, einem Zytostatikum, weiterentwickelt. Bei diesem

Peptide

Wirkstoff handelt es sich um die Substanz Ara-C (Cytarabine ®), das als erstes Meeresmedikament von der US-ame­

Erst knapp 30 Jahre nach der Zulassung von Ara-C wurde

rikanischen Nahrungs- und Arzneimittelbehörde (Food

im Jahre 2005 der nächste Meereswirkstoff für die Anwen-

and Drug Administration, FDA) im Jahr 1969 zugelassen

dung am Menschen freigegeben. Dabei handelt es sich um

wurde. 1976 folgte die Zulassung des Virostatikums Ara-A

das Peptid Ziconotid (Prialt ®), das aus der Giftdrüse mari-

(Vidarabin ®),

das die Vermehrung von Viren hemmt und

ner Kegelschnecken (Conus-Arten) isoliert wurde. Peptide

bis heute bei schweren Herpes-simplex-Virusinfektionen

sind größere Eiweißbestandteile. Entsprechend besteht das

angewendet wird.

Kegelschneckengift aus einem hochkomplexen Gemisch verschiedener Eiweißbestandteile, den sogenannten Cono-

Pr ost a gl a ndi ne

toxinen. Diese Conotoxine greifen den Stoffwechsel von Tieren oder Menschen an unterschiedlichen Punkten an:

1969 wurde nachgewiesen, dass die in der Karibik und im

In der Natur lähmen die Toxine Beutetiere, indem sie die

Westatlantik weitverbreitete Koralle Plexaura homomalla

Ionenkanäle an der Zellmembran blockieren, kleine Öff-

große Mengen an Prostaglandin-Abkömmlingen enthält.

nungen, die entscheidend zur Weiterleitung von Nerven-

Prostaglandine sind bedeutende von Geweben produ-

impulsen beitragen.

zierte Hormone, die lebenswichtige Körperfunktionen wie

In der Klinik wird nicht das reine Schneckengift, son-

die Blutgerinnung oder die ausgesprochen komplexen Ent-

dern eine abgewandelte Form des biologischen Giftcock-

zündungsreaktionen steuern. Die Korallen-Prostaglandine

tails zur Behandlung von stärksten chronischen Schmer-

von Plexaura homomalla und anderen Spezies wurden

zen eingesetzt. Das Medikament Ziconotid wirkt, indem

intensiv erforscht und lieferten wichtige Erkenntnisse

es den Einstrom von Ionen in schmerzleitende Nervenzel-

zum Verständnis des menschlichen Prostanglandin-Stoff-

len blockiert. Dadurch stört es die Übertragung von

wechsels. Bislang ist aus dieser Forschung aber noch kein

Schmerzsignalen aus dem Körper über das Rückenmark

Medikament hervorgegangen.

ins Gehirn. Das Mittel kommt bei Patienten zum Einsatz,

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

9.5 > Die Kegelschnecken, wie zum Beispiel die Art Conus tex-

9.6 > Moostierchen sind winzige Tiere, die in ast- und blatt-

tile, leben vor allem in den tropischen Meeresgebieten. Mit ei-

ähnlichen Kolonien leben. Aus dem Moostierchen Bugula neri-

ner Harpune injizieren sie Gift in ihre Beute. Wissenschaftlern

tina stammt der Tumorhemmstoff Bryostatin. Vermutlich wird

ist es gelungen, daraus ein Schmerzmittel herzustellen.

er von Bakterien auf der Oberfläche der Kolonie synthetisiert.

deren Schmerzen so stark sind, dass sie sich nicht mehr

Krebszelle wichtiges Gen ausgelesen wird, das MDR1-

mit Morphium-verwandten Medikamenten dämpfen las-

Gen (Multi Drug Resistance, MDR). Dieses Gen enthält

sen. Auch bei einer Morphium-Unverträglichkeit wird es

den Bauplan für das MDR1-Eiweiß, dessen Funktion darin

verabreicht.

besteht, Gifte oder körperfremde Stoffe aus Zellen auszuschleusen. Damit wirkt es bei einer Krebstherapie kontra-

A l kaloid e

produktiv, denn es schleust auch die Medikamente aus den Tumorzellen aus. Am Ende kann das zur Resistenzbil-

Der Wirkstoff Ecteinascidin-743 oder auch Trabectedin

dung und zum Versagen der Therapie führen. Ecteinasci-

gehört zur Klasse der Alkaloide, stickstoffhaltiger orga-

din-743 aber blockiert die Produktion von MDR1 und ver-

nischer Verbindungen, und wird unter dem Handelsna-

hindert damit das Ausschleusen. Die Wissenschaftler

men Yondelis ® vermarktet. Es ist das bisher jüngste Präpa-

hoffen, dass Ecteinascidin-743 die Wirksamkeit anderer

rat marinen Ursprungs, das eigentlich aus dem Man­t eltier

Chemotherapeutika durch die Hemmung der Resistenzbil-

Ecteinascidia turbinata, einem einfachen, am Meeresbo-

dung verstärken kann. Yondelis ® ist bisher zur Therapie

den lebenden Wasserfiltrierer, gewonnen wurde. Erst

von Weichteilsarkomen, seltenen bösartigen Bindegewebs­

2008 hat man den Wirkstoff als Medikament zugelassen.

tumoren, zugelassen.

Ecteinascidin-743 ist ein Alkaloid, das einen komplexen Stoffwechselmechanismus unterbricht, mit dem Krebszel-

A n d e r e K r e b s m i t t e l a u s d e m Me e r

len häufig Resistenzen gegen Arzneimittel entwickeln. Ecteinascidin-743 bindet an das Erbgutmolekül DNA.

Weitere marine Anti-Tumor-Wirkstoffe werden derzeit

Dadurch verändert sich die Gestalt der DNA leicht,

noch in klinischen Studien intensiv geprüft und weiterent-

wodurch der Stoffwechsel der Krebszelle gestört wird. Im

wickelt. Dazu zählen das aus dem Moostierchen Bugula

Detail geschieht dabei Folgendes: Ecteinasci­d in-743 ver-

neritina gewonnene Bryostatin, das aus dem Dornhai

bindet sich mit dem DNA-Reparatureiweiß TC-ER, koppelt

Squalus acanthias isolierte Squalamin-Lactat und das Sor-

dann an die DNA an und verhindert damit, dass ein für die

bicillacton, das aus Bakterien stammt, die in Gemeinschaft

183

184

> Ka pi t e l 09

Isolierter Wirkstoff

Stoffklasse

Primärwirkung

Einsatzgebiet

Ursprungsorganismus/Herkunft

Ara-A

Nukleosid

Virostatikum (hemmt Vermehrung von Viren)

Herpes-simplexVirusinfektionen

Schwamm

Ara-C

Nukleosid

Zytostatikum (hemmt Tumorwachstum)

Leukämie

Schwamm

Ecteinascidin-743

Alkaloid

Blockade eines Tumorresistenz-Gens

Weichteilsarkome (bösartige Bindegewebstumore)

Manteltier

Hydramacin (noch nicht zugelassen)

Peptid

Antimikrobielle Wirkung

Einsatz gegen Penicillin-resistente Keime

Süßwasserpolyp

Ziconotid

Peptid

Blockade von Ionenkanälen

Schmerzmittel

Meeresschnecke

9.7 > Bis heute konnten Wissenschaftler viele Wirkstoffe aus Lebewesen gewinnen, die im Meer oder im Süßwasser leben. Einige Substanzen werden bereits als Medikament eingesetzt.

mit Schwämmen leben. Nicht ganz so vielversprechend

oftmals nur in geringer Zahl vorkommen. Andererseits,

erscheinen Substanzen wie das aus der Schnecke Dolabel-

weil man viele dieser Lebewesen nicht über längere Zeit

la auricularia isolierte Dolastatin 10 und Dolastatin 15 und

im Labor halten oder züchten kann. In der Pharmaindus­

deren Abkömmlinge. Klinische Studien zeigen, dass diese

trie gibt es seit Langem Verfahren, mit denen man im

beiden Wirkstoffe allein Krebsarten wie Brust- und Bauch-

Labor automatisiert Varianten bekannter Wirkstoffe her-

speicheldrüsenkrebs nicht heilen können. Es ist allerdings

stellt und auf ihre Eignung als Medikament testet. Bei die-

denkbar, dass sie in Kombination mit anderen Präparaten

sen Hochdurchsatz-Screenings werden in kürzester Zeit

Wirkung zeigen.

ganze Kataloge verwandter Substanzen getestet. Die Substanzen aus dem Meer aber haben häufig so komplizierte

Wi e g r o ß i s t d a s P o t e n z i a l d e r

Molekülstrukturen, dass sie sich, nachdem ihre Wirksam-

M e e r e sw i r k st off e t a t sä c hl i c h?

keit erwiesen ist, nicht so einfach nachbauen und variieren lassen. Das erschwert die Suche und die Weiterent-

Es gibt heute also bereits eine ganze Reihe von Substan-

wicklung mariner Wirkstoffe erheblich. Diese Suche ist

zen aus dem Meer, die als Medikament eingesetzt wer-

zudem ausgesprochen zeitraubend und bedarf teurer

den. Andere haben das Potenzial, sich künftig als Wirk-

Geräte. Für die Industrie ist der Aufwand in der Regel zu

stoff zu etablieren. Aus diesen Beispielen lassen sich

groß. Daher wurden die meisten Substanzen aus dem

interessante Thesen und Fragen zur Zukunft der marinen

Meer bisher von Forschern an wissenschaftlichen Einrich-

Naturstoffforschung ableiten:

tungen entdeckt, isoliert und analysiert. Der Sprung in die

1. Das Meer liefert aussichtsreiche Kandidaten für neue

Industrie ist dann meist schwierig – auch weil die Zusam-

Medikamente. Doch die Suche und die Produktion in grö-

menarbeit zwischen Industrie und Hochschule aus patent-

ßerem Maßstab ist schwierig. Einerseits, weil die Lebewe-

rechtlichen Gründen erschwert wird: Der Forscher möch-

sen in den riesigen Ozeanen schwer zu finden sind und

te seine Erkenntnisse veröffentlichen. Die Industrie aber

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

185

9.8 > In den äußeren Zellschichten des Nesseltiers Hydra, im Ektoderm, leben zahllose Bakterien. Durch gezieltes Anfärben kann man dieses dichte Miteinander sichtbar machen. Unter dem Mikroskop erscheinen die Zellkerne von Hydra blau und die Bakterien rot.

9.7 > Bakterien aus dem Meer – fluoreszierend (BU kommt noch)

186

> Ka pi t e l 09

D e r Kampf g eg en di e Ant i bi ot i k a - Re si st e nz In den vergangenen zehn Jahren hat die Zahl Antibiotikaresi-

tion von Antibiotika betrachtet. Die Nesseltiere sind so interes-

stenter Bakterien enorm zugenommen. Infiziert sich ein Mensch

sant, dass man ihr Gewebe inzwischen systematisch nach neuen

mit solchen Keimen, kann es gefährlich werden, denn kaum ein

Antibiotika durchsucht hat, die multiresistente Bakterien töten.

Medikament hilft dann noch. Als besonders hartnäckig gelten der

Dabei wurde ein weiteres antimikrobielles Peptid, Arminin, ent-

methicillinresistente Staphylococcus aureus (MRSA), ein sehr ver-

deckt, aus dem bereits ein synthetisches Molekül entwickelt wur-

breiteter Bakterienstamm, der gegen das klassische vor 50 Jahren

de. Dieses wirkt gegen viele der hier aufgezählten Krankheitser-

entwickelte Antibiotikum Methicillin resistent ist. Als problema-

reger. Doch Hydra liefert noch mehr: Das Immun­s ystem von

tisch sind außerdem die Stämme von Enterococcus faecium und

Hydra enthält einen sogenannten Serin-Protease-Inhibitor, der

Enterococcus faecalis bekannt, die gegen den etablierten Wirk-

sich als hochwirksam gegen Staphylococcus aureus erwiesen hat.

stoff Vancomycin resistent sind. Beide Bakterientypen kommen in

Diese Substanz hemmt Serin-Proteasen, Proteine, die lebenswich-

der gesunden Darmflora des Menschen vor. Allerdings gibt es

tige Stoffwechselprozesse wie etwa die Blutgerinnung regulieren.

auch pathogene – krankmachende – Varianten. Gegen diese Bak-

Die Entdeckung dieses antimikrobiellen Serin-Protease-Inhibitors

terien gibt es praktisch keine wirksamen Antibiotika mehr.

aus dem Polypen Hydra macht klar, dass die Evolution verschie-

Möglicherweise kann man diesem Problem künftig mit Wirk-

denste Methoden entwickelt hat, mit denen sich Organismen

stoffen aus dem Meer Herr werden: So scheinen Nesseltiere, im

gegen Bakterien zur Wehr setzen. Die neu entdeckten Serin-Pro-

Meer oder Süßwasser vorkommende und mit Quallen verwandte

tease-Inhibitoren lassen außerdem vermuten, dass man aus Mee-

Organismen, besonders reich an antimikrobiellen Substanzen zu

restieren Wirkstoffe gewinnen kann, die sich in ganz neue Klassen

sein, die sehr gezielt gegen bestimmte Bakterien wirken. Einer

von hocheffizienten Anti-Staphylococcus-Antibiotika ver­­wandeln

dieser Wirkstoffe ist Hydramacin, ein Peptid, das aus dem Poly-

lassen.

pen Hydra stammt, einem winzigen, mit Fangarmen bewehrten Nesseltier. Hydramacin tötet eine ganze Reihe von Keimen ab, die gegen Penicillin-Varianten resistent sind – darunter bestimmte Stämme von Escherichia coli, einem Darmbakterium, sowie Klebsiella oxytoca und Klebsiella pneumoniae, Bakterien, die den Magendarmtrakt bewohnen und Krankheiten wie Lungenentzündung oder Sepsis (Blutvergiftung) auslösen können. Da Bakterien im Vergleich zu konventionellen Antibiotika gegen Hydramacin kaum resistent werden können, wird es derzeit als vielversprechendes Modellmolekül für die Entwicklung einer neuen Genera-

9.9 > Die goldfarben schimmernden Bakterien vom Typ Staphylococcus aureus haben im Laufe der Zeit eine Resistenz gegen das klassische Antibiotikum Methicillin entwickelt. Infektionen mit diesem Bakterium lassen sich daher in manchen Fällen kaum behandeln.

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

187

möchte den Wirkstoff und die Rezeptur des Medikaments aus Angst vor Konkurrenz geheim halten. Zu früh veröffentlichte Fachartikel können außerdem die Anerkennung eines Patents verhindern. Solche Gründe haben die Pharmaindustrie lange davon abgehalten, den Ozean als große und wichtige Ressource für neue Medikamente zu betrachten. Doch inzwischen gibt es vielversprechende Kooperationen zwischen Industrie und Hochschule wie etwa Ausgründungen von Start-up-Firmen aus dem akademischen Bereich. Solche jungen Unternehmen haben in den vergangenen Jahren wichtige neue Impulse gesetzt. Eine entscheidende

leichtert. Damit entfällt die mühevolle und komplizierte

9.10 > Biomoleküle

Frage für diesen Bereich wird sein, wie sich Fördermaß-

Zucht von Bakterien und anderen Organismen in Labor-

von Wasserorga-

nahmen zur Etablierung solcher Risikovorhaben in den

kulturen. Viele Jahrzehnte lang versuchte man außerdem,

nächsten Jahren gestalten und wie attraktiv solche indivi-

allein mit aufwendigen chemischen und biochemischen

duellen Wege aus der akademischen Forschung vor dem

Analysen die Substanzen direkt nachzuweisen. Dank der

sind oft komplex

Hintergrund der wirtschaftlichen Gesamtsituation sein

modernen Genanalysetechnik lässt sich das heute schnel-

gebaut. Das erschwert

können.

ler und eleganter lösen. Die modernen Verfahren suchen

2. Nicht immer ist klar, aus welchem Organismus die

im Erbgut der Meeresorganismen nach auffälligen Genab-

marinen Wirkstoffe eigentlich stammen. In der Vergan-

schnitten, die den Bauplan für vielversprechende Enzyme

genheit hat man viele Substanzen aus Wirbellosen isoliert.

enthalten. Solche Enzyme sind die Handwerker des Stoff-

In vielen Fällen aber konnte gezeigt werden, dass sie gar

wechsels, die verschiedenste Substanzen aufbauen. Die

nicht von dem Tier selbst, sondern von Bakterien oder Pil-

Entwicklung solcher DNA-Sequenziertechniken ist in der

zen produziert werden, die in oder auf ihm leben. Mikro-

Wirkstoffforschung die sicherlich größte Veränderung der

organismen machen mitunter 40 Prozent der Biomasse

letzten Jahre. Inzwischen gibt es große Sequenzierpro-

von Schwämmen aus, die häufig zusätzlich noch von

jekte, die innerhalb kurzer Zeit das Erbgut Tausender

Mikroalgen besiedelt sind. Dass Mikroorganismen die

Meeresorganismen nach interessanten Genabschnitten

eigentlichen Wirkstoffproduzenten sind, ist von großer

durchforsten. Ein Beispiel sind die Global-Ocean-Sam-

Bedeutung, denn es besteht die Hoffnung, diese im Labor

pling-Expeditionen des US-amerikanischen Craig-Venter-

leichter nachzüchten zu können als die höheren Meeres-

Instituts, das maßgeblich an der Entschlüsselung des

bewohner, auf denen sie siedeln. Zunächst hatte man

menschlichen Genoms zu Beginn dieses Jahrhunderts

geglaubt, Schwämme und andere Tiere im großen Stil ern-

beteiligt war. Inzwischen fokussiert dieses Institut stärker

ten zu können. Doch schnell wurde klar, dass die Arten

auf das Meer. Das Ziel ist es, das Erbgut der Meereslebe-

dadurch leicht ausgerottet werden könnten. Daher setzte

wesen nach ökonomisch interessanten Stoffwechselwe-

man bald vor allem auf die Bakterienzucht im Labor, was

gen zu durchsuchen. Ganze Lebensräume können so einer

bis heute nur selten gelingt. Doch in einigen Fällen hatten

Sequenzanalyse unterzogen werden. Bei derart großen

die Wissenschaftler bereits Erfolg. So konnten in kurzer

Projekten werden viele Organismen mitsamt ihrem mikro-

Zeit aus Pilzkulturen, die ursprünglich aus Schwämmen

biologischen Aufwuchs verarbeitet. Die Ergebnisse kön-

isoliert wurden, größere Mengen des oben erwähnten

nen also nicht mehr einzelnen Arten zugeordnet werden.

Wirkstoffs Sorbicillacton gewonnen werden. Dennoch

Für die Forscher spielt das aber keine Rolle. Ihnen geht es

bleibt die Schwierigkeit, dass die Anzucht von unbe-

zunächst darum, in kurzer Zeit entscheidende Informati-

kannten Bakterien ein langwieriges Verfahren sein kann.

onen über die genetische Ausstattung eines kompletten

3. Die Fahndung nach neuen Wirkstoffen wird heute durch kulturunabhängige, genanalytische Methoden er­­

Lebensraums zu erhalten und herauszufinden, ob vor Ort überhaupt interessante Substanzen vorhanden sind.

nismen wie das aus dem Polypen Hydra isolierte Hydramacin

die Synthese, den Nachbau, im Labor.

188

> Ka pi t e l 09

Wie K ra n k he iten ent stehen – Ur s ac hen for sc hu n g

> Di e I m m u n s y s t e m e v o n Me n s ch u n d Ti e r s i n d e r s t a u n l i ch ä h n l i ch . Wis s en -

s c ha f t l e r v e r gl e i c he n be i de m i t e i n a n d e r. S i e h o ff e n I m m u n e r k r a n k u n g e n d e s D a r m s , d e r H a ut oder der Lunge dur c h di e E r f or sc hung u r s p r ü n g l i ch e r Me e r e s o r g a n i s m e n b e s s e r v e r s t e h e n zu k ö n n en . Sich er is t , da ss da be i Ba k t e r i e n e i ne gr o ß e R o l l e s p i e l e n – n i ch t n u r a l s K r a n k h e i t s e r r e g e r, s o n d e r n vo r allem al s Be st a ndt e i l de r Kör pe r a bw eh r.

Wi e s c h ü t z t s i c h e i n O r g a n i s m u s v o r

heitserreger zu sein, denn ihnen fehlt es an Immunzellen,

K r a nk he i t se r r e ge r n?

die fremde Keime wegfressen, und an einem Lymph­ system, das Abwehrzellen durch den Körper transportiert.

Beim Menschen, bei Wirbeltieren und auch wirbellosen

Außerdem haben sie keine feste Schutzhülle, sondern nur

Organismen wie den Schwämmen ist die angeborene

eine äußere Zellschicht, das Epithel. Trotzdem haben sie

Immunität eine erste Verteidigungslinie gegen potenzielle

Jahrmillionen überlebt. Das macht sie als Untersuchungs-

Krankheitserreger. Schon Säuglinge verfügen über diesen

objekt besonders interessant. Wissenschaftler versuchen

Nesseltiere oder auch

Schutz, obwohl ihr Immunsystem noch kaum Krankheits-

zu klären, wie das Gewebe der Tiere mit Mikroben inter-

Schwämme gehören

erreger kennengelernt hat. Zu diesem stammesgeschicht-

agiert und wie die Stoffwechselprozesse in der Außenhaut

zu den ältesten

lich alten Abwehrmechanismus zählen Fresszellen, die

Feinde abwehren.

Marine Modellorganismen

Lebensformen. Sie

Keime vertilgen (Phagozytose), Stoffwechselprozesse, die

Inzwischen ist es gelungen, genveränderte Nesseltiere

seit Hunderten von

fremde Eiweiße angreifen und auflösen, oder die Produkti-

zu züchten, in deren Körper man antibakterielle Abwehr-

Millionen Jahren.

on antimikrobieller Peptide. Diese Peptide, die in Tieren,

moleküle sichtbar macht. Damit können die Forscher am

Trotz ihres einfachen

Pflanzen oder auch Mikroorganismen vorkommen, wer-

lebenden Objekt untersuchen, wo die Abwehrstoffe frei-

den von bestimmten Körpergeweben, zum Beispiel Darm,

gesetzt werden und wo sie zum Einsatz kommen. Es

viele Gene. Diese

Haut und Lunge, produziert und bilden einen prophylak-

erscheint wunderbar, dass solche schwachen Winzlinge

steuern Stoffwechsel-

tischen Schutz gegen Infektionen. Die Immunabwehr des

trotz eines fehlenden Immunsystems und der Abwesen-

prozesse, die höhere

Menschen ist also zumindest zu einem Teil uralt und mit

heit patrouillierender Immunzellen in einer Umgebung

bevölkern die Ozeane

Aufbaus enthält ihr Erbgut erstaunlich

Lebewesen im Laufe

der niederer Organismen verwandt. Zu diesen Lebewesen

überleben, die vor potenziellen Krankheitserregern gera-

verloren haben. Nes-

gehören Schwämme, aber auch Nesseltiere (Korallen,

dezu strotzt. Wie man weiß, sind die Oberflächen vieler

seltiere oder Schwäm-

Quallen, Seeanemonen und Süßwasserpolypen), die seit

Meereslebewesen wie etwa der Schwämme permanent

me sind damit eine

Hunderten von Millionen Jahren im Meer leben und im

von Bakterien besiedelt. Mehr noch: Ein Liter Meerwas-

an dem sich Grundla-

ständigen Kontakt mit Bakterien und Viren stehen. Es ist

ser kann bis zu zwei Billionen Bakterien und noch mehr

gen hervorragend

daher durchaus möglich, dass die Forscher von ihnen ler-

Viren enthalten. Unter diesen Mikroben befinden sich

erforschen lassen.

nen können, wie ein effizientes Abwehrsystem entsteht

viele potenzielle Krankheitserreger. Dennoch überleben

oder wie man es im Krankheitsfall repariert.

die Meerestiere. Ursprüngliche Meeresorganismen sind

der Evolution zum Teil

Art Urtyp aller Tiere,

Nesseltiere (Cnidaria) scheinen besonders geeignet zu

daher attraktive Modellsysteme, um das Zusammenwir-

sein, um zu klären, wie ein Organismus Bakterien und

ken von Körper und Umwelt zu verstehen und die evolutio­

andere Krankheitserreger in Schach hält, denn sie sind die

nären Grundlagen zu erforschen. Dank neuer Analyse-

wohl ursprünglichsten Meeresbewohner. Die Cnidaria

möglichkeiten nehmen gerade Cnidaria eine reizvolle

sind relativ einfache Organismen, dennoch laufen in und

Rolle bei dem Versuch ein, Einblick in die Evolution von

zwischen ihren Körperzellen zahlreiche komplexe Stoff-

Immunreaktionen zu bekommen, die beteiligten Gene zu

wechselprozesse ab. Auf den ersten Blick scheinen die

identifizieren und die Mechanismen der Interaktion zwi-

Nesseltiere leicht verwundbar und wehrlos gegen Krank-

schen Tier und Mikroorganismen aufzuklären.

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

189

D er Körp er u nd sein e Ba k t e r i e n – ein fein ab gestimmte s M i t e i na nde r

Höhere Lebewesen und Bakterien stehen in ständigem Kontakt miteinander. Zum einen wirken Bakterien als Krankheitserreger, zum anderen fungieren sie als Sym­ bionten, die zum Teil lebenswichtige Funktionen übernehmen. Der Darm beispielsweise wird von einer kom­ plizierten und dynamischen Gemeinschaft von Mikro­­­organismen besiedelt, die eine ganze Reihe von Stoff­­wechselfunktionen unterstützt. Er wird von der Geburt an nach und nach von Bakterien besiedelt. Diese Kolonisierung setzt sich bis in die frühen Lebensphasen fort, bis sich schließlich eine Darmflora gebildet hat, die für jedes Individuum spezifisch ist. Wie das Darmepithel, die äußere Zellschicht im Darm, mit den Mikroorganismen inter­ agiert, wie der Körper zwischen nützlichen Bakterien und

Stoffwechsel wird gestört und das Immunsystem entwi-

9.11 > Seeanemo-

potenziellen Krankheitserregern unterscheidet und wel-

ckelt sich nur schlecht. Besonders stark sind die Störungen

nen gehören zu der

chen Einfluss die Bakterien auf die Stoffwechselvorgänge

im Verdauungstrakt. Zudem können sich die Tiere kaum

und Leistungsfähigkeit des menschlichen Darmepithels

mehr gegen Infektionen durch krank machende Bakterien

haben, ist weitgehend ungeklärt. Möglicherweise können

und Viren wehren. Bekannt ist auch, dass bestimmte

Verwandten zählen

hier Untersuchungen an Cnidaria weiterhelfen. Auch

genetische Defekte im Immunsystem des Menschen das

Korallen und Quallen.

deren Epithel, die Körperoberfläche, wird von einer kom-

Zusammenwirken des Epithels mit seinen kolonisierenden

plexen und dynamischen Mikroorganismen-Gemeinschaft

Mikroben stören können. Betroffene sind meist anfällig

kolonisiert. Untersuchungen am Süßwasserpolypen Hydra

für entzündliche Erkrankungen der Barriereorgane wie

haben gezeigt, dass sich die Individuen verschiedener

der Haut oder der Lunge, die eine Grenzfläche zur Außen-

Hydra-Spezies beträchtlich in der Zusammensetzung ihrer

welt sind. Obwohl man keine eindeutigen immunbiolo-

Mikrofauna unterscheiden.

gischen Erklärungen für die Wirkung der Mikroben hat,

Andererseits haben Individuen, die für viele Jahre unter kontrollierten Laborbedingungen gehalten werden, und

ist klar, dass symbiotische Bakterien aktiv an der Balance zwischen Gesundheit und Krankheit beteiligt sind.

Individuen derselben Spezies, die man frisch aus ihrem

Bakterien sind für viele Organismen also essenziell. Der

natürlichen Lebensraum gefischt hat, sehr ähnliche bakte-

Tintenfisch Euprymna scolopes zum Beispiel entwickelt

rielle Zusammensetzungen. Das bedeutet, dass die koloni-

während seines Wachstums auf der Hautoberfläche Licht-

sierenden Bakterien den Hydra-Individuen lange treu

organe für Biolumineszenz. Wie ein Glühwürmchen ist

sind. Sie sind permanente Bewohner des Epithels. Die

der Tintenfisch also in der Lage, durch eine biochemische

Ergebnisse legen nahe, dass starke Selektionszwänge auf

Reaktion Lichtpulse zu erzeugen. Die Lichtorgane können

das Epithel wirken. Offenbar etablieren sich unter

aber nur dann wachsen, wenn das Epithel des Tinten-

bestimmten Lebensbedingungen bestimmte Bakterienge-

fischs von dem Bakterium Vibrio fischeri bewohnt wird,

meinschaften auf den Epithelien, die für den Lebensraum

das zur Entwicklung des Lichtorgans einen bestimmten

optimal sind und lange Zeit konstant bleiben. Diese Beob­

Bestandteil aus seiner Bakterienwand beisteuert. Ganz

achtungen legen ferner nahe, dass das Epithel aktiv die

offensichtlich wird bei Wirbeltieren und Wirbellosen also

Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft formt.

sowohl die körperliche Entwicklung als auch das Immun-

Entfernt man bei Säugetieren oder Wirbellosen den

system erheblich von den kolonisierenden Mikroorga­

Bakterienaufwuchs, werden sie in der Regel krank. Der

nismen beeinflusst. Der Einfluss der Bakterien auf die

artenreichen Gruppe der Nesseltiere, der Cnidaria. Zu ihren

190

> Ka pi t e l 09

Meh r als d ie Sum m e se i ne r Te i l e – de r Hol obi o n t Die gesunde Mikrobenfauna des Menschen und der Tiere ist viel-

effizienten epithelialen Abwehrsystem wertvolle Studienobjekte,

fältig. Die genetische Information all dieser Mikroorganismen ist

um diese Frage anzugehen. Der Grund: Diese ursprünglichen

in der Summe deutlich größer als die des Menschen. Daher kann

Organismen besitzen viele alte Gene, die in höheren, von Gene-

man den menschlichen Körper mit all den auf oder in ihm leben-

tikern genau untersuchten Versuchstieren wie der Taufliege Dro-

den Spezies durchaus als artenreiches Ökosystem von Mikroben,

sophila melanogaster oder dem Wurm Caenorhabditis elegans

Einzellern oder anderen Organismen betrachten, als einen Super-

nicht mehr vorhanden sind. Will man ursprüngliche Stoffwechsel-

organismus, einen Holobionten. Aktuell vertreten einige Forscher

prozesse und die Grundlagen von Immunreaktionen verstehen,

die Hypothese, dass die Mikrobenflora nicht nur für das Leben

sind Nesseltiere daher die Studienobjekte der Wahl. Interessant

des Wirts, sondern auch für dessen Evolution von Bedeutung ist.

ist außerdem, dass die auf dem Süßwasserpolypen Hydra siedeln-

Die Hypothese besagt, dass nicht der Mensch oder das Tier allein

den

als Einheit der Evolution betrachtet werden sollte, sondern der

zugleich exakt auf Hydra zugeschnitten sind. Sie unterscheiden

Holobiont mit der Gesamtheit der ihn besiedelnden Mikroben.

sich deutlich von den im umgebenden Wasser lebenden Mikro-

Noch sind die komplexen Interaktionen innerhalb dieses Superor-

ben. Jede Hydra-Art hat ihr eigenes Mikroben-Menü, das sehr

ganismus und ihr Einfluss auf die Gesundheit vollkommen unbe-

stabil ist und sich kaum verändert. Sehr wahrscheinlich über-

kannt. Zunächst muss geklärt werden, wie die im Superorganis-

nimmt die Mikrobenfauna eine ganze Reihe von Stoffwechsel-

mus zusammenlebenden Organismen auf molekularer Ebene

funktionen des Wirts. Störungen in der Balance zwischen Hydra

interagieren. Wie haben sich die entscheidenden Gene der vielen

und den kolonisierenden Mikroben scheinen das Auftreten von

verschiedenen Holobionten-Spezies gemeinsam im Laufe der

Krankheiten zu ermöglichen. Die Erforschung der Wirt-Mikroben-

Evolution entwickelt? Wie beeinflussen die Mikroorganismen

Interaktionen bei Hydra ist von fundamentalem Interesse, denn

letztlich die Biologie ihrer Wirte, und wie beeinflussen die Wirte

sie hilft den Wissenschaftlern, die molekulare Sprache zwischen

die kolonisierenden Mikroben?

Wirt und Mikroben im gemeinsamen Vorfahr aller Tiere zu verste-

Wie funktioniert der Holobiont? Das ist eine der gegenwärtig schwierigsten Fragen. Wie sich zeigt, sind Nesseltiere mit ihrem

Mikrobengemeinschaften

außerordentlich

komplex

und

hen, und hilft damit, die Ursachen für Krankheiten des Menschen besser klären zu können.

9.12 > Korallen können an der Korallenbleiche erkranken. Dabei sterben symbiontische Einzeller ab, die Photoysnthese betreiben und sie mit Nahrung versorgen. Die Koralle bleicht aus. Eine Ursache kann eine krankhafte Veränderung des Bakterienbewuchses sein.

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

191

Immunfunktionen und die Mechanismen, die die komplexen Interaktionen zwischen den mikrobiellen Gemeinschaften und den Tieren regulieren, sind bislang aber kaum verstanden. Ungeklärt ist auch, wie der Stoffwechsel im Epithel die Zusammensetzung der symbiontischen Bakteriengemeinschaft beeinflusst. In ersten Experimen­ ten am Polypen Hydra konnte man zeigen, dass Veränderungen an den Zellen die Bakterienflora tatsächlich deutlich verändern. Entfernte man aus dem Gewebe einen bestimmten Zelltyp, änderte sich die bakterielle Zusammensetzung auf der Hydra-Oberfläche deutlich. Die Zahl der normalerweise vorherrschenden Proteobacteria nahm deutlich ab. Die eher selten vorkommenden Bakterien vom Typ Bacteroidetes vermehrten sich hingegen stark. Offensichtlich gibt es tatsächlich eine direkte Interaktion zwischen dem Wirtsepithel und den Mikroben. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass K rank heiten des Men sc he n ne u v e r st e he n

an der Fehlsteuerung des Immunsystems viele Gene beteiligt sind, die die entwicklungsgeschichtlich alten Formen

9.13 > Der Polyp Hydra gehört zu den Nesseltieren und ist ein idealer Modell-

Viele moderne Krankheiten des Menschen entstehen

der immunologischen Auseinandersetzung mit der Um­­

durch Störungen der Barriere zwischen Körper und Außen-

welt, wie zum Beispiel mit der umgebenden mikrobiellen

robust und regeneriert

welt. Hierzu gehören chronisch-entzündliche Erkran-

Flora, steuern.

sich schnell. Zudem

organismus. Er ist

ist seine Vermehrung

kungen der Barriereorgane, also von Organen, die im Kon-

Eine Frage ist, wie im Laufe der Evolution genetische

takt mit der Außenwelt stehen – der Haut, der Lunge oder

Variabilität in jenen Genen entstehen konnte, die die

kommen entstehen

dem Darm, der mit Speisen von außen gefüttert wird. Bei-

Ei­g en­­schaften der Barriere bestimmen. Wie verändern

unter anderem durch

spiele sind das Asthma bronchiale (Lunge), die Schuppen-

schwankende Nahrungsbedingungen oder eine andere

Bildung rundlicher

flechte und die Neurodermitis (Haut) sowie die chronisch-

Mikroflora im Wasser die genetische Variabilität der Bar­

entzündlichen Darmerkrankungen, der Morbus Crohn

rie­r e? Wie beeinflussen solche Veränderungen die evoluti-

und Colitis ulcerosa (Darm). Bei Tieren sind diese Krank-

onäre Fitness von Organismen, also die Wahrscheinlich-

heiten interessanterweise gänzlich unbekannt. Systema-

keit, dass sich seine Gene in der Evolution durchsetzen?

tische genetische Untersuchungen haben gezeigt, dass

Versteht man die Vorgänge auf der Oberfläche der Meeres­

viele solcher Erkrankungen durch sogenannte Risikogene

tiere, so kann man künftig möglicherweise besser nach-

ausgelöst werden, die evolutionär uralt sind. Das ist para-

vollziehen, wie Erkrankungen der Barriereorgane beim

dox, da derartige Erkrankungen erst in den vergangenen

Menschen entstehen. Hat man erst einmal die Evolution

Jahren vor allem in den westlichen Industrienationen

und Funktion der Barrieregene enträtselt, lassen sich viel-

stark angestiegen sind. Allen Krankheiten ist gemein, dass

leicht sogar neue Strategien zur Behandlung dieser Krank-

das Immunsystem des Menschen an den Grenzflächen

heiten oder zur Prävention finden. In den vergangenen

zur Umwelt aus dem Ruder läuft und körpereigene Struk-

Jahrzehnten hat man an ausgewählten Modellorganismen

turen angreift. Neuere Technologien haben es ermöglicht,

wie der Maus oder der Fruchtfliege Drosophila melanogas­

einzelne gestörte Elemente auf der molekularen Landkarte

t­e r viel darüber gelernt, wie die Auslöser von Krankheiten

der Erkrankungen aufzuzeichnen. Diese Einzelbausteine

erkannt und bekämpft werden. Warum die Außenhaut

müssen jetzt zu einem Gesamtmodell zusammengesetzt

eines jeden Organismus von Mikroben besiedelt wird und

werden, um die Mechanismen zu verstehen, die zu einem

wie diese Mikroben mit dem Wirt interagieren, weiß man

fehlgesteuerten Immunsystem führen.

bis heute aber nicht.

unkompliziert. Nach-

Polypen-Knospen am Stamm des alten Tiers.

192

> Ka pi t e l 09

Re c ht l ic he Fra gen der ma r i nen Me d i z i n for sc hu n g

> W ä h r e n d d a s I n t e r e s s e a n d e n Wi r k s t o ff e n i m O z e a n w ä c h s t , versuchen

R e c ht sw i sse nsc ha f t l e r z u k l ä r e n , w e m d i e S u b s t a n ze n e i g e n t l i ch g e h ö r e n . E i n e R o l l e s p i e l t d ab ei, wo d i e Or ga ni sm e n v or k om m e n, a b e r a u ch , i n w i e w e i t d e r Me n s ch e i n e n N a t u r s t o ff o d e r e i n e G ensequenz p a t e n t i e r e n d a r f . P r o b l e m a t i s c h i s t u n t e r a n d e r e m , d a s s i n v e r s c h i e d e n e n N a t i o n e n u n t e r s chiedliche P a t e nt r e ge l unge n ge l t e n.

Wa s di e Wi r k st off e so i nt e r e ss a n t m a ch t

problematische Schwefelverbindungen umzuwandeln und somit zu entgiften, macht die chemosynthetischen Bakte-

In den vergangenen Jahren ist das Interesse an den soge-

rien interessant.

nannten genetischen Ressourcen des küstenfernen Tiefseebodens enorm gewachsen. Dabei handelt es sich zum

We m g e h ö r e n d i e Wi r k s t o ff e i m Me e r ?

Beispiel um Mikroorganismen, die in gewaltigen Mengen an heißen Quellen, den Schwarzen Rauchern (Kapitel 7),

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, wer die gene-

am Grund der Ozeane vorkommen. Sie bauen in völliger

tischen Ressourcen des Tiefseebodens nutzen und erfor-

Finsternis organische Verbindungen, sogenannte Biomas-

schen darf. Das Völkerrecht unterscheidet hier zunächst

se, aus Kohlendioxid und Wasser auf. Die für die Umwand-

nur nach Staatszugehörigkeit. Beantragt ein Forschungs-

lung des Kohlendioxids erforderliche Energie gewinnen

institut, während einer Forschungsreise Proben von Tief-

die Mikroorganismen aus der Oxidation von Schwefel-

seeorganismen zu sammeln, werden die entsprechenden

wasserstoff, der an den Schwarzen Rauchern aus dem

Aktivitäten – über die Staatsflagge des Forschungsschiffs –

Meeresboden austritt. Fachleute nennen diese Art der Bio-

einer bestimmten Nation zugerechnet. Alternativ entschei-

massegewinnung Chemosynthese. Im Gegensatz dazu

det die Staatszugehörigkeit des Konsortiums oder Biotech-

bauen Pflanzen Biomasse durch Photosynthese auf, die

nologieunternehmens.

durch energiereiche Sonnenstrahlung angetrieben wird.

Von Bedeutung ist auch, wo die Mikrobenproben ge­­

Chemosynthetische Bakterien sind für die Forschung

nommen werden sollen. Finden diese in der Ausschließ-

von Bedeutung, da sie über einzigartige genetische Struk-

lichen Wirtschaftszone eines Küstenstaats statt, ist nach

turen und besondere biochemische Wirkstoffe verfügen.

dem UN-Seerechtsübereinkommen (United Nations Con-

Bei der Entwicklung wirksamerer Impfstoffe und Antibio-

vention on the Law of the Sea, UNCLOS) (Kapitel 10) die

tika oder für die Krebsforschung könnten sie eine Schlüs-

Zustimmung des Küstenstaats zwingend erforderlich.

selrolle spielen.

Sofern es sich um reine Grundlagenforschung handelt,

Eine Bewirtschaftung der Organismen erscheint auch

sollte der Küstenstaat gemäß UNCLOS dritten Staaten

aus Sicht der Industrie erstrebenswert. Immerhin sind an

erlauben, in seinen Hoheitsgewässern Proben zu nehmen.

den Schwarzen Rauchern Bakterien aktiv, die hohe Was-

Für den Fall, dass die Forschungsergebnisse am Ende auch

serdrücke und extreme Temperaturen ertragen. Inzwi-

der kommerziellen Nutzung (Bioprospecting) dienen

schen ist es gelungen, aus diesen robusten extremophilen

könnten, hat der Küstenstaat einen Entscheidungsspiel-

Bakterien hitzestabile Enzyme zu isolieren, die man künf-

raum. Im Zweifelsfall kann er die Aktivitäten in seinen

tig in der Industrie einsetzen könnte. Viele Fertigungspro-

Gewässern verbieten. Dies gilt erst recht für Maßnahmen,

zesse in der Nahrungsmittel- oder Kosmetikaherstellung

die auf eine unmittelbare wirtschaftliche Verwertung

etwa laufen bei hohen Temperaturen ab. Hier wären hitze-

gerichtet sind – etwa für die Exploration von Vorkommen,

beständige Enzyme eine echte Erleichterung. Auch die

also die Erforschung des Meeresbodens mit der Absicht,

Fähigkeit, hochgiftigen Schwefelwasserstoff in weniger

die Vorkommen auszubeuten.

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

193

Für Meeresregionen jenseits der Hoheitsgebiete einzel-

Die im Jahr 1992 in Rio de Janeiro angenommene Biodi-

ner Staaten ist die Rechtslage bis heute nicht so eindeutig.

versitätskonvention (Convention on Biological Diversity,

Seit Langem streitet die Staatengemeinschaft darüber, wer

CBD) wiederum fordert zwar eine „ausgewogene und

die biologischen Rohstoffe auf der Hohen See ausbeuten

gerechte Aufteilung der sich aus der Nutzung der gene-

darf, und vor allem, welche rechtliche Regelung hier über-

tischen Ressourcen ergebenden Vorteile“, also eine

Mitunter enthalten sie

haupt greift. Das betrifft unter anderem jene küstenfernen

gerechte Verteilung der biologischen Schätze der Erde

spezielle Substanzen,

Gebiete, in denen die Schwarzen Raucher vorkommen,

zwischen Industrienationen und Entwicklungsländern.

die mittelozeanischen Bergrücken etwa. Das Problem

Allerdings bezieht sie sich insoweit nur auf das Hoheitsge-

eignen. Bestimmte

dabei ist: In keiner der internationalen Konventionen und

biet einzelner Staaten und nicht auf die küstenfernen

Meeresbakterien

Abkommen gibt es bislang klare Vorschriften für den

Regionen der Ozeane.

lassen sich sogar für

9.14 > Manche Mikroben wie die einzelligen Archaeen (links) leben in der Nähe heißer Quellen.

die sich für die industrielle Produktion

die Herstellung von

Abbau genetischer Ressourcen am Meeresboden. Ein Teil

Damit ist alles offen. Jede Seite interpretiert die Inhalte

der Staatengemeinschaft vertritt aus diesem Grund die

von UNCLOS und Biodiversitätskonvention aus ihrer Per-

speziellen Kunststof-

Auffassung, dass die genetischen Ressourcen gerecht

spektive. Die Situation wird zusätzlich verkompliziert,

fen, die man künftig

unter den Staaten verteilt werden sollten. Die andere Seite

weil das UNCLOS noch eine weitere Interpretation zulässt.

aber ist davon überzeugt, dass sich jeder Einzelstaat nach

So betrachtet das UNCLOS die küstenfernen Meeresge-

Gutdünken bedienen kann. Das ist ein fundamentaler

biete als einen Raum, in dem Nutzungs- und Forschungs-

Gegensatz.

freiheit besteht – es propagiert die „Freiheit der Hohen

Das bereits erwähnte UN-Seerechtsübereinkommen

See“. Dazu gehört auch, dass jeder Staat die Freiheit hat, in

UNCLOS schreibt für den küstenfernen Tiefseeboden vor,

den internationalen Gewässern Fischfang zu betreiben.

dass „das Gebiet und seine Ressourcen gemeinsames Erbe

Jeder Staat, so besagt das UNCLOS, ist zur „Erhaltung und

der Menschheit sind“. Doch diese Regelung gilt nur für

Bewirtschaftung der lebenden Ressourcen der Hohen See“

mineralische Rohstoffe wie Erze oder Manganknollen.

berechtigt. Da sich das UNCLOS auch auf den Tiefseebo-

Will ein Staat am Tiefseeboden Manganknollen (Kapi-

den bezieht, liegt es nahe, die biologisch-genetischen Res-

tel  10) abbauen, muss er bei der UN-Meeresbodenbehör-

sourcen am Meeresgrund genauso wie die Fische als frei

de (International Seabed Authority, ISA) eine Lizenz kau-

verfügbar zu betrachten. Demzufolge sollte es jedem Staat

fen und den Entwicklungsländern von diesem Kuchen die

erlaubt sein, auch die genetischen Ressourcen des Tiefsee-

Hälfte abgeben. Für genetische Ressourcen am Tiefseebo-

bodens zu erforschen und zu nutzen. Diese Auffassung

den gilt diese klare Regelung aber nicht.

vertreten die meisten Mitglieder einer speziellen UN-Ar-

Polymeren nutzen,

möglicherweise sogar in der Krebstherapie einsetzen könnte.

194

> Ka pi t e l 09

Ausschließliche W ir t schaf t szone (AW Z )

Inter nat iona le Gewä sser

Nat ion Y ent nimmt genet ische Ressourcen für ...

Nat ion Y ent nimmt genet ische Ressourcen.

9.15 > Wie die genetischen Ressourcen am Meeresgrund ausgebeutet werden können, ist bisher nur unzureichend geregelt. In seinem Hoheitsgebiet kann ein Staat die Zustimmung verweigern. Für internationale Gewässer

... reine For schung : Gemä ß UNCLOS sollte Nat ion X zus t immen.

... For schung aus unmit telba rem kommer ziellen Interesse und Nut zung : Gemä ß UN CLOS ka nn Nat ion X zus t immen oder ver weiger n.

gibt es bislang keine klaren Vorgaben, was zu Streitigkeiten zwischen den Staaten

Keine kla ren Vorga b en üb er die Nut zung genet ischer Ressourcen in den einschlägigen Konvent ionen wie der B iodiver sit ät skonvent ion ; auch die ISA gibt hier keine kla ren Regeln vor.

führt. M eeresorga nismus

Küs te von Nat ion X

beitsgruppe. Dieses Gremium wurde 2005 von der UN-

M eeresorga nismus

ckeln und diese später in industriellen Anlagen zu produ-

Generalversammlung eingerichtet. Es befasst sich mit

zieren. Hier dreht es sich also nicht um die Mee­­­­res-

dem Schutz und der nachhaltigen Nutzung der marinen

­­organismen selbst, sondern lediglich um die in ihnen

biologischen Vielfalt außerhalb der küstenstaatlichen

enthaltene Information. Damit handelt es sich also eher

Hoheitsgebiete.

um geistiges Eigentum als um klassisches Ausbeuten

Andere Mitglieder der UN-Arbeitsgruppe lehnen diese

natürlicher Ressourcen, und da greift am ehesten das

Interpretation aber ab. Sie fordern, wie oben erwähnt, die

Patentrecht. Damit spricht derzeit manches dafür, nicht

biologischen Schätze – wie mineralische Rohstoffe – pari-

das internationale See- und Umweltrecht zu reformieren,

tätisch zwischen den einzelnen Staaten aufzuteilen. So

sondern auf Lockerungen der Regelungen des internatio-

entspinnen sich bislang auf den internationalen Treffen

nalen Patentschutzes hinzuwirken.

der UN-Arbeitsgruppe kontroverse Debatten, und eine Einigung ist derzeit nicht in Sicht. Dazu wäre vermutlich

D i e G r e n ze n d e s P a t e n t r e ch t s

eine Änderung zumindest eines der beiden Übereinkommen erforderlich, was derzeit allerdings kaum erreichbar

Berührt die Suche nach Wirkstoffen im Meer rechtliche

erscheint.

Aspekte, so muss die Frage geklärt werden, in welcher

Doch es gibt noch einen anderen Weg, denn einige

Form die wissenschaftlichen Erkenntnisse wirtschaftlich

Experten argumentieren, dass für die genetischen Ressour-

genutzt und verwertet werden dürfen. Prinzipiell richtet

cen weder UNCLOS noch Biodiversitätskonvention gel-

sich der Schutz von Nutzungs- und Verwertungsrechten

ten. Schließlich geht es hier nicht um die Ernte von Res-

bei Patenten nach den gesetzlichen Vorgaben des natio-

sourcen wie etwa Fischen oder Erzen am Meeresgrund. Es

nalen Rechts. In Deutschland sind diese im Patentgesetz

geht darum, in einigen wenigen Organismen nach Wirk-

(PatG) verankert. Das Patentgesetz schützt allgemein Er­­

stoffen zu fahnden, daraus neue Medikamente zu entwi-

findungen, wozu auch Erkenntnisse aus der Genforschung

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

195

9.16 > Das nationale Ver bot durch EU - B iopatent r icht linie

und internationale Patentrecht regelt grundsätzlich die Verwertung von

gentechnisch b edenkliche Subs t a nz

Produk t

Naturstoffen oder genetischen Informa-

Subs t a nz

tionen aus Lebewesen. Patentierbar sind Wirkstoffe, die

Er bgut

aus Organismen Nat iona ler S chut z durch Patent recht

gewonnen werden. Das Gleiche gilt für einzelne isolierte Gensequenzen und

Ba k ter ie

genetisch veränderte Organismen. Neu Inter nat iona ler S chut z durch TRIP S

M eeresorga nismus

entdeckte Tierarten und deren gesamtes Erbgut hingegen lassen sich nicht patentieren.

gehören. Der Schutz dieses Gesetzes endet an der Staats-

gegen kann im patentrechtlichen Sinn durchaus als neu

grenze. Einen internationalen Schutz des geistigen Eigen-

gelten, wenn er durch technische Isolierung und durch

tums gewährleistet das „Übereinkommen über handels­

Beschreibung erstmals öffentlich zugänglich gemacht

bezogene Aspekte der Rechte des geistigen Eigentums“

wird.

(Agreement on Trade-Related Aspects of Intellectual Pro-

Jeder Staat hat das Recht, Tiere und Pflanzen sowie bio-

perty Rights, TRIPS), das in den Einflussbereich der Welt-

logische Verfahren für die Züchtung von Pflanzen oder

handelsorganisation (WTO) fällt. Nach diesem völker-

Tieren von der Patentierbarkeit auszuschließen – etwa die

rechtlichen Vertrag erkennen die Vertragsstaaten den

Züchtung neuer Tierrassen, wie dies in Deutschland mit

Schutz des geistigen Eigentums gegenseitig an, sofern es

dem Patentgesetz und in der Europäischen Union (EU) mit

durch nationale Patente geschützt ist. Auf diese Weise ist

der Biopatentrichtlinie geschehen ist. Gleiches gilt für

das geistige Eigentum in allen TRIPS-Vertragsstaaten ge­­

andere Erfindungen oder auch einzelne DNA-Sequenzen,

schützt.

deren wirtschaftliche Verwertung man aus Sicherheits-

Zu den patentierbaren Gegenständen zählen grundsätz-

gründen verhindern will, beispielsweise um das Klonen

lich auch im Labor veränderte Mikroorganismen, Tiere

menschlicher Embryonen zu verhindern. Gemäß TRIPS-

und Pflanzen wie zum Beispiel gentechnisch modifizierte

Übereinkommen darf man eine kommerzielle Nutzung

Maissorten. Außerdem gehören dazu durch technische

verhindern, wenn dies nach Ansicht des betreffenden

Verfahren gewonnene isolierte Bestandsteile des mensch-

Staats „zum Schutz der öffentlichen Ordnung oder der

lichen Körpers, insbesondere lebende Zellen, einschließ-

guten Sitten einschließlich des Schutzes des Lebens oder

lich der Sequenz oder Teilsequenz eines Gens. Die bloße

der Gesundheit von Menschen, Tieren oder Pflanzen oder

Entdeckung einer Spezies gehört aber nicht dazu, denn

zur Vermeidung einer ernsten Schädigung der Umwelt

eine Art lässt sich grundsätzlich nicht patentieren. Ein in

notwendig ist.“ Nach der von der EU im Jahr 1998 verab-

der Natur oder im genetischen Code verborgener Stoff hin-

schiedeten Biopatentrichtlinie sind Erfindungen nicht

196

> Ka pi t e l 09

9.17 > Das Wärme liebende, extremophile Bakterium Archaeoglobus fulgidus lebt an heißen Quellen am Meeresgrund und bevorzugt Umgebungstemperaturen von etwa 80 Grad Celsius.

Me d i zi n i sch e s Wi sse n a u s d e m Me e r <

patentierbar, wenn deren gewerbliche Verwertung gegen

dung, die der Forscher explizit in seinem Antrag beschrie-

die öffentliche Ordnung oder die guten Sitten verstößt.

ben hat, durch Patentrecht geschützt ist, sondern auch

Dazu gehören unter anderem Verfahren zum Klonen

Entwicklungen und Produkte, die sich künftig daraus erge-

von menschlichen Lebewesen und die Verwendung von

ben. Das US-Patentrecht reicht also deutlich weiter als das

menschlichen Embryonen zu industriellen oder kommer-

europäische. Sowohl der europäische als auch der US-

ziellen Zwecken.

amerikanische Ansatz sind mit den internationalen Vorga-

In der Frage, wie weit der Patentschutz von DNA-

ben vereinbar. Die unterschiedlichen Vorstellungen füh-

Sequenzen reichen soll, sind sich die verschiedenen Insti-

ren aber immer wieder zu Kontroversen. Je nach Region

tutionen uneins. In der EU ist der Schutz auf die Funkti-

wird daher das Patentrecht auch im Kontext der Medizin

onen der Sequenz oder Teilsequenz eines Gens begrenzt,

aus dem Meer unterschiedlich stark ausgeprägt bleiben.

die im Patentantrag beschrieben werden. In den USA gilt

Bis auf Weiteres wird sich daran auch nichts ändern.

hingegen das Prinzip des absoluten Stoffschutzes ohne

Letztlich steckt hinter diesem Streit ein historisch gewach-

Begrenzung auf die vom Erfinder beschriebenen Funkti-

senes und kulturell unterschiedliches Verständnis von

onen. Das heißt, dass in den USA nicht allein die Erfin-

individueller Freiheit und staatlicher Schutzpflicht.

C onc lus i o Der Begin n einer ne ue n Är a ?

Doch nicht allein die Aussicht auf neue Wirkstoffe macht die Erforschung der Meeresorganismen inte-

Die Gewinnung von medizinisch oder industriell

ressant. Wie sich zeigt, ähneln sich die Stoffwechsel-

nutzbaren Wirkstoffen im Meer wird für Wissen-

wege primitiver mariner Lebewesen und des Men-

schaftler und Unternehmen zunehmend interessant.

schen oftmals in erstaunlicher Weise. Einfache

In den vergangenen Jahren hat man bereits eine gan-

Lebensformen wie Schwämme oder Nesseltiere sind

ze Reihe von Substanzen aus Meeresorganismen

damit eine ideale Vorlage, um die biochemischen

extrahiert, die in der Krebstherapie oder bei der

Vorgänge des Menschen und seine Krankheiten zu

Behandlung viraler Infektionen eingesetzt werden.

verstehen. Ein Forschungsschwerpunkt sind die

Moderne genanalytische Methoden erleichtern die

Erkrankungen der Barriereorgane des Menschen,

Suche nach Wirkstoffen heute enorm – umgehen sie

der Haut, der Lunge oder des Darms. Experten gehen

doch die mühsame klassische Zucht in Laborkul-

davon aus, dass hier das Wechselspiel zwischen dem

turen. Lange Zeit zögerten Firmen, in die aufwendige

menschlichen Immunsystem und den auf der Kör-

Wirkstofffahndung in den Ozeanen einzusteigen.

peroberfläche siedelnden symbiontischen Bakterien

Die Suche blieb den akademischen Einrichtungen

aus den Fugen geraten ist. Auch hier können Nessel-

vorbehalten. Mit der Gründung junger Start-up-Fir-

tiere als relativ einfaches Wirt-Bakterien-System

men aber nimmt die Kommerzialisierung der Mee-

neue Erkenntnisse liefern. Dass Bakterien der Bar­

resmedizin an Fahrt auf. Noch allerdings klafft zwi-

riereorgane wesentlich an der Balance zwischen

schen der Grundlagenforschung und der endgültigen

Gesundheit und Krankheit beteiligt sind, gilt als

Entwicklung eines Wirkstoffs bis zur Marktreife oft

sicher. Was im Detail zwischen Mensch und Mikro-

eine Innovationslücke, weil Risikokapitalgeber feh-

be abläuft, ist heute aber noch fast völlig unverstan-

len. Staatliche Fördergelder könnten hier entschei-

den. Hier bedarf es noch vieler Jahre Grundlagenfor-

dende Hilfe leisten, den Sprung in den Markt erleich-

schung. Unklar ist auch, wie man die biologischen

tern und die lange Phase der klinischen Prüfung

Ressourcen im Meer angesichts des aufflammenden

überbrücken helfen.

Interesses zwischen den Staaten aufteilen sollte.

197

198

> Ka pi t e l 10

10

Das Internationale Seerecht – ein potentes Regelwerk

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <



> Vö l ke r r e c h t li c h e Ve r t r ä g e r e g e l n h e u t e z u ve r l ä s s ig , we l c h e m S t a a t d i e K ü s t e n ­

g e w ä s s e r u n d d e r M e e r e s b o d e n g e h ö r e n o d e r wo e i n e N a t i o n f i s c h e n d a r f. D o c h d e r b e vo r s t e h e n d e A b b a u vo n B o d e n s c h ä t z e n a m G r u n d d e r O z e a n e u n d d e r K li m aw a n d e l s t e ll e n d a s i n t e r n a t i o n a l e S e e ­ r e c h t vo r n e u e H e r a u s f o r d e r u n g e n . S c h w i e r ig i s t e s a u c h , d e n M e e r e s u m we l t s c h u t z m i t d e r i n t e n s i ve n Nut zung der Ozeane in Einklang zu bringen.

199

200

> Ka pi t e l 10

D ie Re c ht sor d nu n g der Oze a ne

> J a hr h u n d e r t e l a n g n u t zt e n d i e Me n s ch e n d a s Me e r, u n d i m m e r w ied er en t ­

wi c k e l t e n si c h da r a us Konf l i k t e . 1 9 8 2 s ch u f d i e S t a a t e n g e m e i n s ch a f t m i t d e m I n t e r n a t i o nalen See­ re c h t s ü b e r e i n k o m m e n ( S R Ü ) e i n e u m f a s s e n d e r e c h t l i c h e G r u n d l a g e . I n z w i s c h e n h a t s i c h d as SRÜ als p ot e nt e s Re ge l w e r k e r w i e se n. D o ch n i ch t a u f j e d e s a k t u e l l e P r o b l e m k a n n e s e i n e A n t w o r t lief er n .

G l e i c he Re ge l n f ür a l l e S t a a t e n

Meeres („mare liberum“) und dem Konzept des engli­ schen Universal- und Rechtsgelehrten John Selden (1584

Das Internationale Seerecht oder Seevölkerrecht (Inter-

bis 1654) vom „mare clausum“ gekennzeichnet. Im Mit-

national Law of the Sea) fasst alle auf das Meer bezoge-

telpunkt stand und steht die Frage, ob das Meer der Staa-

nen Rechtsnormen zusammen, die zwischen verschie-

tengemeinschaft insgesamt zur Verfügung stehen soll

denen Staaten gelten. Es beinhaltet nicht nur Regelungen

oder aber von einzelnen Staaten beansprucht werden

zur Abgrenzung oder Nutzung der Meeresgebiete, son-

darf. Keine der beiden Positionen konnte sich letztlich

dern auch Vorgaben zum Schutz und zur Erforschung der

völlig durchsetzen. Gleichwohl spiegelt sich dieser Kon-

Ozeane. Andere Bereiche hingegen bleiben ausgeklam-

flikt in der heutigen Struktur des Internationalen See-

mert, so etwa das nationale Seerecht, das sich beispiels-

rechts wider.

weise mit der Ordnung der Häfen beschäftigt, oder das

Das gegenwärtige Seevölkerrecht ist primär im See-

Seehandelsrecht (Maritime Law), das in Deutschland vor-

rechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (SRÜ) ge­­

wiegend im Handelsgesetzbuch verankert ist und etwa

regelt, das 1982 als Ergebnis der Dritten UN-Seerechts­

die Güterbeförderung regelt.

konferenz (Third United Nations Conference on the Law of the Sea, UNCLOS III) angenommen wurde. Darüber

D a s E nde de r Re c ht sf r e i he i t

hinaus gibt es völkergewohnheitsrechtliche Normen, die das SRÜ ergänzen. Das Seerechtsübereinkommen ist der

Jahrtausendelang war das Meer fast ausschließlich Nah-

umfangreichste völkerrechtliche Vertrag, der jemals in

rungsquelle des Menschen und nur in dieser Hinsicht für

der Geschichte der Menschheit geschlossen wurde. Es

ihn interessant. In der Ära der großen Seefahrernationen

fußt auf den vier Genfer Seerechtskonventionen von

wie Holland, Portugal oder Spanien aber weiteten die

1958 zum Küstenmeer und zur Anschlusszone, zur

Königreiche ab dem 15. Jahrhundert ihren Herrschafts-

Hohen See, zur Fischerei und zum Festlandsockel. Mit

raum zunehmend aus. Bodenschätze und andere neue

diesen Verträgen wurde das bis dahin geltende  – unge-

Handelsgüter weck­t en Begehrlichkeiten. Fortan galt es,

schriebene – Gewohnheitsrecht kodifiziert. So waren die

das Meer, ferne Inseln und Küsten zu erobern, um die

Staaten seit Mitte des 17. Jahrhunderts überwiegend

Vormachtstellung in der Welt zu behaupten. Kriege und

davon ausgegangen, dass ein drei Seemeilen breiter Mee-

Seeschlachten waren die Folge.

resstreifen vor der Küste als sogenanntes Küstenmeer

Schon früh versuchten Gelehrte die Frage zu beant-

zum Gebiet eines jeden Küstenstaats gehört, was in etwa

worten, wem das Meer eigentlich gehören soll. Diese

der Distanz einer abgefeuerten Kanonenkugel ent-

Fra­g ­e kann das Internationale Seerecht bis heute nicht

sprach.

allgemein beantworten. Sie ist seit jeher durch das Span­­-

Ab der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die Meere

nungsverhältnis zwischen dem auf den niederländischen

zunehmend als Quelle natürlicher Ressourcen wie Erd-

Philosophen und Rechtsgelehrten Hugo Grotius (1583 bis

gas und Erdöl interessant. Viele Küstenstaaten versuchten

1645) zurückgehenden Gedanken von der Freiheit des

deshalb, immer größere Teile des Meeres und des Mee-

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

10.1 > Der niederländische Rechtsgelehrte Hugo Grotius (1583 bis 1645) entwickelte die Idee von der Freiheit des Meeres, nach der die Ozeane der ganzen Staatengemeinschaft offen­ stehen sollen. Seine Auffassung schrieb er 1609 in dem Werk „Mare Liberum“ (oder auch „De mare libero“) nieder.

resbodens unter ihre nationalstaatliche Kontrolle zu brin-

Me h r S p i e l r a u m f ü r d i e K ü s t e n s t a a t e n

gen. Einige Nationen reklamierten eine 200-Seemeilenzone für sich. Die Idee des „mare liberum“ schien damit

Das SRÜ fasst die vier Genfer Übereinkommen – das

völlig verloren zu gehen. Nachdem ein erster Versuch,

„alte“ Seerecht – heute nicht nur in einem einheitlichen

die zulässige maximale Breite des Küstenmeers in einem

Vertragstext zusammen. Es geht inhaltlich sogar über

völkerrechtlichen Vertrag zu regeln, im Jahr 1930 noch

diese hinaus. So wurden die Rechte der Küstenstaaten im

gescheitert war, gelang es 1958 schließlich, unter der

„neuen“ Seerecht sowohl qualitativ als auch quantitativ

Schirmherrschaft der Vereinten Nationen die genannten

zum Teil erheblich erweitert. Beispielsweise verfügt

vier Genfer Seerechtskonventionen zu verabschieden.

jeder Küstenstaat über das ausschließliche Recht, die

Mit diesen internationalen Abkommen sollte verhindert

Fischbestände in der sogenannten Ausschließlichen

werden, dass das Meer endgültig zwischen den verschie-

Wirtschaftszone (AWZ) zu bewirtschaften, die sich bis

denen Staaten aufgeteilt würde.

zu einer Breite von 200 Seemeilen vor seiner Küste

Dieses Ziel wurde indes nicht gänzlich erreicht. So

erstreckt. Nach dem damaligen Genfer Recht gab es die

weckte beispielsweise die Entdeckung gewaltiger Man-

AWZ noch nicht. Darüber hinaus ist das SRÜ die Rechts-

ganknollenvorkommen auf dem küstenfernen Tiefsee­

grundlage für den Internationalen Seegerichtshof (Inter-

boden im östlichen und zentralen Pazifik in den 1960er

national Tribunal for the Law of the Sea, ITLOS), der im

Jahren neue Begehrlichkeiten der Industriestaaten (Kapi-

Jahre 1996 seine Arbeit in Hamburg aufnahm. Der

tel  7). Derzeit wird diskutiert, welchen Nationen die

Gerichtshof ist allerdings nicht die einzige gerichtliche

zahlreichen arktischen Bodenschätze zufallen, die auf-

Institution, die über die Einhaltung des SRÜ wacht. Viel-

grund des schrumpfenden Meereises künftig leichter

mehr können die Unterzeichner des SRÜ frei wählen, ob

zugänglich sein werden.

sie Streitigkeiten über die Auslegung und Anwendung

201

> Ka pi t e l 10

Innere Gewässer bis Basislinie (Meeresufer)

202

Küstenmeer bis 12 sm Anschlusszone bis 24 sm

Hohe See

Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) bis 200 sm

Festlandsockel

Kontinentalschelf

erweiterbar

Festlandabhang

Anstieg

Tiefseeboden

10.2 > Das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen

Kontrollrechte. Er darf hier etwa die Einhaltung von Zollvor­

teilt das Meer in verschiedene Rechtszonen auf. Die Souverä­

schriften überprüfen. In der 200 Seemeilen breiten Ausschließ­

nität eines Staates nimmt dabei mit zunehmender Entfernung

lichen Wirtschaftszone (AWZ) hat ein Küstenstaat das alleinige

von der Küste ab. An die Inneren Gewässer schließt sich die

Recht, lebende und nicht lebende Ressourcen zu explorieren

12-Seemeilen-Zone an. Hier ist die Souveränität des Küsten­

und zu ernten. Im Bereich des Festlandsockels wiederum, der

staats bereits eingeschränkt, weil es Schiffen aller Länder er­

über die AWZ hinausreichen kann, darf er lebende und nicht

laubt ist, diese Gewässer zu durchfahren. In der 24 Seemei­

lebende Ressourcen am und im Meeresgrund explorieren und

len weit reichenden Anschlusszone besitzt ein Staat lediglich

ernten.

des Übereinkommens dem ITLOS oder doch lieber dem

K l a r e R e g e l n , k l a r e G r e n ze n

Internatio­n alen Gerichtshof (IGH) im niederländischen Hoheitsmacht Funktional begrenzte Hoheitsmacht bedeu­

Den Haag oder einem anderen inter­­­na­­­tionalen Schieds­

Das Internationale Seerecht gibt vor allem bezüglich

gericht unterbreiten wollen.

wirtschaftlicher Interessen einen zwingend einzuhal-

tet, dass ein Staat im

Bis das SRÜ akzeptiert wurde, vergingen allerdings

tenden Verhaltensrahmen vor. Es regelt die Fischerei und

Bereich der AWZ und

einige Jahre, denn wegen einiger höchst umstrittener

die Schifffahrt, die Gewinnung von Öl und Gas im Meer

des Festlandsockels

Regelungen zum Tiefseebergbau lehnten die meisten

sowie die Ausbeutung anderer Rohstoffe des Tiefseebo-

Industriestaaten das SRÜ zunächst ab. So sollten sie ver-

dens und den Meeresumweltschutz.

für einige Nutzungs­ arten ausschließliche Nutzungshoheit

pflichtet werden, Tiefseebergbau-Know-how an die Ent-

Das Seerecht teilt die Meere in verschiedene Rechts­

genießt – etwa für die

wicklungsländer weiterzureichen. Nachdem man die

zonen auf. Es definiert den Rechtsstatus und die Breite

Fischerei.

Forderungen abgeschwächt und die Position der Indus-

dieser Zonen und normiert die in ihnen jeweils geltenden

triestaaten gestärkt hatte, trat das SRÜ 1994 in Kraft,

Rechte und Hoheitsbefugnisse der Küsten- und Flag­

zwölf Monate, nachdem mit Guyana der 60. Staat das

genstaa­t en. Dabei nimmt die Hoheitsmacht eines Staates

Regelwerk unterzeichnet hatte, und zwölf Jahre, nach-

mit wachs­­­­ender Entfernung von der Küste ab. Sie reicht

dem das Abkommen geschlossen worden war. Bis zum

von voller territorialer Souveränität (Innere Gewässer)

Juli 2009 sind dem SRÜ 157 Vertragsstaaten beigetreten.

über eingeschränkte „aquitoriale“ Souveränität (Küsten-

Für die übrigen Staaten sind weiterhin die Genfer Kon-

meer) bis zur funktional begrenzten Hoheitsmacht (Aus-

ventionen von 1958 und die Normen des Völkergewohn-

schließliche Wirtschaftszone, AWZ und Festlandsockel).

heitsrechts maßgeblich.

Bemessungsgrundlage der jeweiligen Meereszonen ist

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

die sogenannte Basislinie. Diese Linie ver­l äuft norma­

sischen Inseln) oder wenn die Küste über eine Bucht ver-

lerweise entlang der Niedrigwasserlinie an der Küste

fügt, beispielsweise die Kieler Förde. Daher gehört etwa

und entspricht damit dem durchschnittlichen Ebbestand

das Wattenmeer, sofern landwärts von den Außenpunk-

des Wassers, wie er in amtlichen Seekarten verzeichnet

ten der Nordfriesischen Inseln gelegen, ebenso zu den

ist.

deutschen Inneren Gewässern wie die Häfen von Kiel,

Innere Gewässer sind die landwärts der Basislinie

203

Hamburg und Bremen.

gelegenen Gewässer. Sie gehören zum Staatsgebiet des

Seewärts der Basislinie schließt sich das Küstenmeer

Küstenstaats und unterliegen seiner vollen territorialen

an, das sich bis zu 12  Seemeilen von der Basislinie

Souveränität. In manchen Fällen aber gilt nicht die Nied-

erstreckt. Hier wird die Souveränität des Küstenstaats

rigwasserlinie als Begrenzung der Inneren Gewässer;

bereits völkerrechtlich eingeschränkt: Denn es ist Schif-

dann nämlich, wenn man gerade Basislinien oder Buch-

fen aller Staaten gestattet, das Küstenmeer friedlich zu

tenabschlusslinien zieht. Das Seerecht gestattet das

durchfahren. Der Küstenstaat darf die Fahrt fremder

immer dann, wenn die Küste tiefe Einbuchtungen und

Schiffe durch das Küstenmeer nicht von einer Genehmi-

Einschnitte aufweist (etwa in Norwegen, Chile und Alas-

gung oder Ähnlichem abhängig machen. Unter be­s timm­

ka), wenn sich eine Inselkette entlang der Küste in ihrer

ten Umständen jedoch kann ein Küstenstaat den Schiffs-

unmittelbaren Nähe erstreckt (etwa im Fall der Nordfrie-

verkehr durch die Einrichtung von Schifffahrtswegen

10.3 > Die Nachbar­ länder Dänemark, Deutschland, Polen und Schweden liegen SCHWEDEN

so dicht beieinander, dass die Ausschließ­ lichen Wirtschaftszo­

DÄNEMARK

nen zu einem schma­ len Band schrumpfen. In manchen Gebieten, wie etwa östlich von Flensburg, ver­ laufen die Grenzen sogar innerhalb der 12-Seemeilen-Zone.

Flensburg

Schleswig Stralsund

Kiel Rostock

Greifswald Wismar Lübeck Festlandsockel/AWZ 12-Seemeilen-Zone/Küstenmeer Hamburg

Internationale Grenze

POLEN

204

> Ka pi t e l 10

Ein komplexes Recht sthema – der Schut z der Meeressäuger Der Schut z der Meereslebewesen wird nicht allein durch da s Inter­ nationale Seerecht sübereinkommen ( SRÜ ), sondern auch durch da s Umwelt völkerrecht sowie nationale und europäische Geset ze ge­­ regelt. Da s SRÜ enthält im Abschnit t über die AW Z zahlreiche Rege­ lungen über die Bewir t schaf tung der Fischbestände, die in mehreren völkerrechtlichen Ver trägen jüngeren Datums weiter konkretisier t wurden ( Kapitel 6 ). Ähnliches gilt für den Schut z der Meeressäuger, der bereit s 1946 im Internationalen Übereinkommen zur Regelung des Walfangs angesprochen wurde. Da s Übereinkommen ist noch heute in Kraf t. Ursprünglich stand die Nut zung der Großwalbestän­ de im Vordergrund. Nach dem nahezu vollständigen Zusammen­ bruch der kommer ziell bedeut samen Walpopulationen in den 1970 er und 198 0 er Jahren haben die Ver tragspar teien den Schwerpunkt des Übereinkommens aber durch ein umfa ssendes Fangmoratorium in Richtung Ar tenschut z verschoben. Zugleich wurde die Internationa­

10.4 > Während sich die meisten Nationen auf einen Schutz der Wale

le Walfangkommission eingerichtet. Seit einigen Jahren kommt es

verständigt haben, setzt Japan die Jagd fort, wie beispielsweise hier im

auf den jährlichen Tref fen immer wieder zu hef tigen Debat ten zwi­

Südpazifik. Die Japaner beziehen sich dabei auf eine Klausel des Fangmo­

schen den Staaten, die für eine Wiederaufnahme des kommer ziellen Walfangs plädieren (insbesondere Japan), und den meisten anderen Staaten, die strikt gegen den Walfang sind. Momentan umgeht Japan da s Moratorium, indem es sich auf eine Klausel des Überein­

ratoriums, nach der der Walfang zu wissenschaftlichen Zwecken zulässig ist. Letztlich steckt aber bei ihnen ein kommerzielles Interesse dahinter. 10.5 > Vor der deutschen Küste kommen Schweinswale vor allem am nörd­ lichen Rand der AWZ an der Grenze zu Dänemark vor. Das Beispiel zeigt,

kommens bezieht, wonach der Walfang zu wissenschaf tlichen Zwe­

dass sich die Tiere nur durch grenzübergreifenden Artenschutz erhalten

cken zulä ssig ist. Da die erleg ten Wale aber kommer ziell genut z t

lassen, wie ihn die europäische Initiative „Natura 2000“ vorsieht.

werden, sieht die Mehrheit der Völkerrechtler im Verhalten Japans einen Recht smissbrauch. Wie da s Pat t zwischen den Walfangbefür wor tern und -gegnern auf internationaler Ebene gelöst werden kann, ist unklar. Ökono­

Sylter Außenrif f nachgewiesen. Der Anteil an Mut ter-Kalb -Paaren

misch ist die Jagd auf Wale auch in Japan ein Minusgeschäf t. Sicher

is t dor t besonders hoch. Da s deutet darauf hin, da ss dieses Gebiet

ist, da ss die Walfangbefür wor ter mit der Arbeit der Internationalen

wichtig für die Vermehrung der Schweinswale is t.

Walfangkommission ausgesprochen unzufrieden sind. Da s könnte

Die intensive Nut zung der deut schen AW Z wirk t sich s t ark auf die

da zu führen, da ss sie da s Moratorium künf tig weiter ignorieren. Ein

Schweinswalbes t ände aus. Relevant is t vor allem die Fischerei. Sie

denkbarer Ausweg aus der Krise wäre eine vorsichtige Lockerung des

reduzier t die Nahrungsgrundlage der Tiere. In anderen Fällen ver­

Moratoriums. So könnte man eine niedrige Fangquote für Zwerg­

enden Schweinswale als Beifang in den Net zen. Der bei der Err ich­

wale beschließen, wa s angesicht s der positiven Bestandsent wick­

tung von Of f shore-Bauwerken, wie et wa Windenergieanlagen, ent­

lung dieser Spezies ökologisch ver tretbar wäre. Vorausset zung dafür

s tehende Unter wa sserlärm kann die Schweinswale sowohl aus ihren

wäre eine strenge Kontrolle des Walfangs, unter anderem durch aus­

Revieren ver treiben als auch zu direk ten gesundheitlichen Schäden

ländische Kontrolleure an Bord der Fangschif fe. Eine eng begrenz te

führen. Darüber hinaus hat der Eintrag von Schads tof fen vielfältige

Wiederaufnahme des kommer ziellen Walfangs könnte Japan den

Auswirkungen auf den Gesundheit szus t and der Tiere. Die ak tuellen

Weg aus der Illegalität weisen. Darüber, ob dieser ethisch ver tretbar

rechtlichen Regelungen haben deshalb vor allem da s Ziel, wir t­

ist, gibt es bislang aber keinen welt weiten Konsens.

schaf tlich wichtige menschliche Ak tivit äten auf See und unter Wa s­

In Nord- und Os t see is t der Schweinswal die einzige heimische Walar t. In der deut schen AW Z werden Schweinswale vor allem am

ser ökologisch ver träglicher zu ges t alten, um die Schweins wale zu schüt zen und zu erhalten.

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

205

Von Bedeutung is t et wa da s Abkommen zur Erhaltung der Klein­

Dies wäre ein wesentliches Ins trument zur Erhaltung der europä­

wale in der Nord- und Os t see, des Nordos t atlantiks und der Irischen

ischen Ar tenvielfalt. Nach dieser Richtlinie müssen Schut zgebiete

See (Agreement on the Conser vation of Small Cet aceans of the Bal­

Habit ate bes timmter Ar ten, darunter die des Schweinswals, um-

tic, Nor th Ea s t Atlantic, Ir ish and Nor th Sea s, A SCOBANS ). Im Hin­

fa ssen.

blick auf Innere Gewä sser, Küs tenmeer und AW Z is t wiederum da s

Innerhalb der ausgewiesenen Schut zgebiete dür fen besonders

nationale Naturschut zrecht relevant. Darüber hinaus spielt in euro ­

umweltrelevante menschliche Ak tivit äten, wie et wa der Bau von Of f shore-Windenergieanlagen, nur nach einer s trengen Umwelt­

ischen Union ( EU ) geschaf fene europäische Ar ten- und Habit at­

ver träglichkeit sprüfung durchgeführ t werden. In manchen Fällen is t

schut zrecht eine bedeutende Rolle. Die europäische Flora-Fauna-

eine Ak tivit ät aber aus z wingenden Gründen er forderlich, obwohl

Habit at-Richtlinie ( FFH-Richtlinie) zum Beispiel bezieht die Inneren

die Ergebnisse der Umwelt ver träglichkeit sprüfung dagegenspre­

Gewä sser und Küs tenmeere, AW Z und Fes tlandsockel der EU-Mit­

chen – beispielsweise weil es ein erhebliches öf fentliches Interesse

glieds t aaten mit ein. Ihr Ziel is t es, ein zusammenhängendes euro ­

gibt. Der Mitglieds t aat is t dann verpflichtet, Ausgleichsmaßnahmen

päisches Net z von Schut zgebieten ( „Natura 20 0 0“ ) zu schaf fen.

zu ergreifen.

D

Ä

N

E

M

A

R

K

päischen Gewä ssern vor allem da s von den Organen der Europä­

Mutter-Kalb-Paar AWZ 12-Seemeilen-Zone

N A L C H S

> 4,00

T

2,08–4,00

U

1,04–2,07

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0,01–1,03

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0,00

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M it t lere S chweins wa ldichte : Individuen / R a s ter zelle (10 km x 10 km ) . St at is t ischer Wer t 20 02–20 0 6

> Ka pi t e l 10

me

er

206

No

rd

Barentssee

10.6 > Im dicht be­

es

siedelten Europa mit

is

ch

seinen vielen Grenzen



ist die Ausschließ­

ro

liche Wirtschafts­

Eu

zone (AWZ) oftmals weniger als 200 Seemeilen breit. Das betrifft die Adria, die

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Nordsee und auch das

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Mittelmeer. Welt­

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pisch

rzes M eer

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Schwa

es

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O Z E A

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90 Prozent aller Fischspezies vor.

Festlandsockel/AWZ

see

see

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der AWZ immerhin kommerziell relevanten

Ländergrenze

C

recht schmalen Band

O s tNo rd -

H

weit kommen in dem

M

I T T E L M E E R

kanalisieren, um die Sicherheit der Schifffahrt in diesem

dern nur auf die dort vorhandenen Ressourcen beziehen.

Bereich zu gewährleisten.

Wie der Begriff AWZ impliziert, darf dort allein der

Dem Küstenmeer folgt die Anschlusszone, die sich

Küstenstaat Bauten wie etwa Ölplattformen und Wind­

24  Seemeilen seewärts der Basislinie erstreckt. In die-

energieanlagen errichten und nutzen oder Fischfang

sem Areal, das sich mit dem Küstenmeer teilweise über-

betreiben. Drittstaaten bleiben davon ausgeschlossen.

lagert, besitzt ein Staat nur Kontrollrechte. Er darf über-

Wirtschaftlich ist dies von großer Bedeutung, weil bei-

prüfen, ob im Küstenmeer geltende nationale Gesetze

spielsweise etwa 90 Prozent aller kommerziell relevanten

eingehalten oder gefährdet werden. Dazu gehören unter

Fischspezies in den AWZ der Küstenstaaten vorkommen.

anderem Gesundheitsrichtlinien, Einreise-, Finanz- und

Diese Zahl ist noch beeindruckender, wenn man bedenkt,

Zollvorschriften. Noch weiter ins Meer reicht die soge-

dass diese Wirtschaftszonen lediglich 35  Prozent der

nannte Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ), die sich

Gesamtfläche der Meere einnehmen.

bis zu 200 Seemeilen seewärts der Basislinie erstreckt.

Der Küstenstaat hat darüber hinaus Hoheitsbefugnisse

Anders als die Inneren Gewässer und das Küstenmeer

in Bezug auf die wissenschaftliche Meeresforschung.

gehört die AWZ nicht zum Staatsgebiet. Der Küstenstaat

Deshalb bedürfen Meeresforschungsaktivitäten fremder

verfügt dort nur über einzelne funktional begrenzte

Staaten in der AWZ grundsätzlich der Zustimmung des

Rechte, die sich nicht auf das Meeresgebiet selbst, son-

Küstenstaats. Auch wenn es um den Meeresschutz geht,

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

genießt der Küstenstaat in der AWZ be­­stimm­t e Hoheits-

fentlichte Empfehlung setzt den Küstenstaat unter erheb-

rechte. Er allein darf der Internationalen Seeschifffahrts-

lichen politischen Druck. Jegliche Abweichung bedarf

Organisation (International Maritime Organisation, IMO)

einer Rechtfertigung. Bislang wurde denn auch in kei-

die Ausweisung eines Meeresschutzgebiets in seiner

nem einzigen Fall eine CLCS-Empfehlung missachtet.

207

AWZ vorschlagen, um diese vor einer Verschmutzung

Jenseits der Außengrenzen der AWZ beginnt der Staa-

durch Schiffe zu schützen. Territoriale Ansprüche kann

tengemeinschaftsraum Hohe See. Damit ist primär die

ein Küstenstaat in der AWZ nicht erheben. Dritte Staaten

Wassersäule jenseits der AWZ gemeint, weniger der Mee-

wiederum genießen in der AWZ Schifffahrtsfreiheit.

resboden. Die Hohe See steht allen Staaten offen. Kein

Zudem dürfen sie dort unterseeische Kabel und Rohrlei-

Staat darf einen Teil der Hohen See seiner Souveränität

on. Im rechtlichen

tungen verlegen.

unterstellen. Die sogenannte Freiheit der Hohen See

Sinn ist der Festland­

Festlandsockel Für den Begriff Fest­ landsockel gibt es eine rechtliche und eine geologische Definiti­

sockel gemeint, der

Spezielle Vorgaben enthält das SRÜ auch für den größ-

erfasst, ganz im Sinne von Hugo Grotius, insbesondere

tenteils unterhalb der AWZ verlaufenden Festlandsockel.

die Freiheit der Schifffahrt, die Freiheit der Fischerei und

200 Seemeilen see­

Dieser ist wie die AWZ ein Ho­­heitsraum, in dem nur der

die Freiheit der wissenschaftlichen Meeresforschung.

wärts der Basislinie

eine Ausdehnung von

hat. Im geologischen

Küstenstaat die natürlichen Ressourcen erforschen und

Außerdem wurden die nicht lebenden Ressourcen des

ausbeuten darf. Jeder Küstenstaat weltweit besitzt

sich seewärts an den Festlandsockel anschließenden

zwangsläufig einen solchen Festlandsockel. Natürlich

Meeresbodens zum gemeinsamen Erbe der Menschheit

dem Schelf. Als Schelf

sind Festlandsockel je nach geologischen Gegebenheiten

erklärt. Die in diesem Gebiet lagernden Manganknollen

bezeichnet man den

unterschiedlich breit. Ungeachtet dessen darf jeder

sollen künftig nach einem Bergbaurecht geerntet wer-

Küsten­­staat einen Festlandsockel von bis zu 200 Seemei-

den, das sich am Gemeinwohl orientieren und vor allem

len Breite für sich proklamieren. Ist der Festlandsockel

den Interessen der Entwicklungsstaaten Rechnung tra-

sanft bis zu einer

geologisch breiter, können aber auch noch größere

gen soll. Überwacht und organisiert werden die Bergbau-

durchschnittlichen

Bereiche ausgewiesen werden. In rechtlicher Hinsicht

unternehmungen von der Internationalen Meeresboden-

verläuft die maximale Ausdehnung dann entweder in

behörde (International Seabed Authority, ISA) in Kingston

350  Seemeilen Entfernung von der Basislinie oder

(Jamaika), die extra dafür von den Vertragsparteien des

steile Kontinentalhang

100 Seemeilen seewärts der 2500-Meter-Was­s ertiefen­l i­

SRÜ eingerichtet wurde. Die ISA wacht insbesondere

an.

nie. Proklamiert ein Küstenstaat einen mehr als 200 See-

darüber, dass die Gewinne aus den Aktivitäten des Tief-

meilen breiten Festlandsockel, ist er in der Beweispflicht.

seebodenbergbaus gerecht verteilt werden. So bleibt die

Der Staat muss gegenüber der UN-Kommission zur

Hälfte der Meeresbodengebiete, für die die Industrienati-

Begrenzung des Festlandsockels (Commission on the

onen künftig Explorations- und Abbaulizenzen erwer-

Limits of the Continental Shelf, CLCS) belegen, dass es

ben, den Entwicklungsstaaten reserviert. Noch ist der

sich bei dem unterseeischen Gebiet tatsächlich um eine

Abbau allerdings unrentabel und es fehlt an der nötigen

natürliche Verlängerung seines Landgebiets handelt. Die

Technik. Wie gut das Regelwerk in der Praxis funktio-

Kommission prüft die vorgelegten geologischen und

niert, wird sich also erst in Zukunft zeigen.

hydrographischen Daten und gibt schließlich eine Emp-

Als Verfassung der Meere liefert das SRÜ nur den nor-

fehlung ab. Die von einem Küstenstaat auf der Grundlage

mativen Rahmen für die internationale Rechtsordnung

einer solchen Empfehlung festgelegten Außengrenzen

der Ozeane. Im Einzelnen lässt es manche Frage unbe-

des Festlandsockels sind endgültig und verbindlich.

antwortet. Das gilt vor allem für Aspekte, die erst nach

Allerdings ist sich die Staatengemeinschaft bis heute

seiner Annahme im Jahr 1982 durch neue wissenschaft-

nicht einig, welche rechtlichen Konsequenzen die CLCS-

liche Erkenntnisse als bedeutend erkannt wurden. Längst

Empfehlungen letztlich haben. Denn die Kommission ist

hat man neue Erzlagerstätten am Meeresboden und neue

kein Organ der Rechtskontrolle. So soll die CLCS-Prüfung

Fischbestände in der Tiefsee entdeckt. Und auch der Kli-

lediglich sicherstellen, dass die Grenzziehung wissen-

mawandel führt zu Veränderungen. Für die aktuellen

schaftlichen Standards entspricht. Dennoch ist die CLCS

Herausforderungen muss das SRÜ daher gegebenenfalls

kein zahnloser Tiger. Eine von ihr abgegebene und veröf-

durch Spezialverträge ergänzt werden.

Sinn ist der Begriff gleichbedeutend mit

küstennahen, flachen Teil des Meeresbo­ dens. Der Schelf fällt

Tiefe von 130 Metern ab. Daran schließt sich der bis zu 90 Grad

208

> Ka pi t e l 10

D ie Gr en zen de s Se er e c ht s

> E s s i n d v o r a l l e m d i e d u r ch d e n K l i m a w a n d e l v e r u r s a ch t e n Ve r ä n d er u n g en

im M e e r, di e da s he ut i ge S e e r e ch t a n s e i n e G r e n ze n b r i n g e n . D i e a r k t i s ch e n E i s m a s s e n s ch win d en u n d g e b e n d e n We g f r e i z u l a n g e v e r b o r g e n e n R o h s t o ff e n i m M e e r e s g r u n d , d i e n e u e B e g e h r lichkeiten we c k e n. Br i sa nt i st de r z e i t a uc h d i e F r a g e , i n w i e w e i t d e r Me n s ch i n d a s m a r i n e Ö k o s y s t e m e in g r eif en darf, um die Auswirkungen des Klimawandels abzufedern.

L a ndna hm e unt e r Wa sse r

schen streiten sich die Arktisanrainer um die Bodenschätze. Die Öffentlichkeit bekam davon erstmals einen

Die Experten sind sich weitestgehend darin einig, dass

Eindruck, als Russland am 1. August  2007 mithilfe be­­

der Klimawandel zum verstärkten Schmelzen des ark-

mannter Mini-U-Boote eine russische Flagge auf dem

tischen Eispanzers führt. Aus ökonomischer Sicht ist das

Meeresboden unter dem Nordpol hisste und das betref-

10.7 > Medien-

durchaus interessant. Zum einen, weil sich dem interna-

fende Gebiet damit symbolisch als russisches Gebiet pro-

wirksam platzierten

tionalen Handel in den Sommermonaten alternative und

klamierte.

russische Forscher am

kürzere Schifffahrtswege wie die Nordwest- und Nord-

Die anderen arktischen Staaten, zu denen neben Russ-

1. August 2007 ihre

ostpassage eröffnen könnten. Zum anderen, weil die

land Dänemark (Grönland), Kanada, Norwegen und die

Grund des arktischen

Menschheit damit Zugang zu den im arktischen Meeres-

USA zählen, haben zwischenzeitlich ebenfalls Expediti-

Ozeans.

boden vermuteten Öl- und Gasreserven bekommt. Inzwi-

onen gestartet, die belegen sollen, dass die betreffenden

Nationalflagge am

Gebiete Bestandteile der unterseeischen Verlängerungen ihrer Territorien sind. Seither wird in den Medien über den möglichen Ausbruch eines „eiskalten Krieges“ im hohen Norden spekuliert. Geschacher um Grenzen

Noch ist unklar, inwieweit die arktischen Gebiete zum Festlandsockel der benachbarten Küstenstaaten gehören. Sollte dies der Fall sein, könnten die dort vermuteten Ressourcen gemäß SRÜ exklusiv von dem arktischen Staat ausgebeutet werden, auf dessen Festlandsockel sie sich befinden. Sie fielen damit nicht unter die Regelungen zum gemeinsamen Erbe der Menschheit, die von der Internationalen Meeresbodenbehörde verwaltet werden. Derzeit versuchen die arktischen Staaten zu belegen, dass sich ihr Festlandsockel geologisch über mehr als 200 Seemeilen hinaus in den arktischen Ozean er­­streckt. Auch in diesem Fall verliefe die maximale Außengrenze – wie oben beschrieben – entweder bei 350 Seemeilen oder 100 Seemeilen seewärts der 2500-Me­t er-Was­ sertiefenlinie. Die – zulässige – Kombination beider Methoden böte in der Arktis insbesondere Russland die

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

Inseln

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2500-Meter-Wassertiefenlinie

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350 Seemeilen

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außerhalb der Begrenzung

K

S e me r n a j a lja

O S T-

A S I E N

209

e-Insel

G R Ö N L A N D

10.8 > Ausdehnung der Festlandsockel in der Arktis. Der Gak-

keinem Anrainerstaat beansprucht werden. Der Lomonossow-

kelrücken ist als rote Fläche rechts dargestellt. Die linke rote

rücken liegt links des Gakkelrückens zwischen den beiden

Fläche kann aufgrund der 2500-Meter-Wassertiefenlinie von

2500-Meter-Wassertiefenlinien.

Chance auf die größtmögliche Ausdehnung des Festland-

die bei unterseeischen Bergrücken naturgemäß vorteilhaf­

Ozeanische Rücken

sockels. Nur zwei vergleichsweise kleine Flächen könn­

tere 2500-Meter-Wassertiefenlinie anwendbar. Handelt

Wo unterseeische

ten von gar keinem Anrainerstaat beansprucht werden:

es sich aber nur um eine unterseeische Erhebung (sub-

Der einen fehlt als sogenanntem ozeanischen Bergrü-

marine elevation), gilt die Einschränkung auf 350  See-

cken (oceanic ridge) eine „natürliche“ Verbindung mit

meilen wiederum nicht. Der Grund: Anders als untersee-

Bergrücken. An diesen

den Festlandrändern (Gakkelrücken), die zweite scheidet

ische Erhebungen bestehen unterseeische Bergrücken in

Bruchstellen steigt

wegen des Verlaufs der 2500-Meter-Wassertiefen­l inie

der Regel aus vulkanischem Gestein und damit aus einem

aus.

anderen Material als der Festlandsockel – obwohl beide

Kontinentalplatten auseinanderdriften, entstehen ozeanische

Magma aus dem Erdinnern auf, das im Laufe der Zeit zu

Der Fall Arktis ist vor allem auch deshalb kompliziert,

miteinander verbunden sind. Beide sind somit unter-

mehrere Tausend

weil hier eine Ausnahmeregelung zum Tragen kommt.

schiedlichen Ursprungs. Unterseeische Erhebungen hin-

Meter hohen Rücken

Das SRÜ unterscheidet zwischen „ozeanischen Bergrü-

gegen gleichen in ihrer Zusammensetzung der des Fest-

cken“, die nicht unmittelbar mit dem Festlandrand ver-

landrands. Erhebung und Festlandsockel sind damit

Schelfgebiete und

bunden sind, sowie „unterseeischen Bergrücken“ und

geologisch identisch.

Kontinentalabhänge

„unterseeischen Erhebungen“: Verläuft ein Festlandso-

Ob es sich bei den Strukturen am arktischen Meeres-

ckel über Teilen eines unterseeischen Bergrückens (sub-

boden um unterseeische Bergrücken oder Erhebungen

marine ridge), ist nur die 350-Seemeilen-Regel, nicht aber

handelt, muss deshalb zunächst durch geologische Ana-

emporwächst. Diese liegen weitab der

meist in der Mitte der Ozeane.

210

> Ka pi t e l 10

P A

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Jahren ab. Damit wird das Eis im Sommer

A

M E E R

nimmt seit vielen

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B E R I N G -

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ALASKA

arktischen Meereises

ER CH IS IF N

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10.9 > Die Fläche des

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künftig den Zugang

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zu unerschlossenen

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Ausbreitung S ept . 1979

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sind.

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nama- und Suezkanal

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G R Ö N L A N D

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wege, die kürzer als

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neue Schifffahrts-

ass

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der Nordwestpassage

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mit der Nordost- und

H SC AT L A N TI

Zudem ergeben sich

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kommen freigeben.

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Erdgas- und Erdölvor-

Ländergrenze Ausbreitung Sept. 2007 Ausbreitung Sept. 1979

lysen des Gesteins geklärt werden. Was die Arktis angeht,

landsockels CLCS die von den Küstenstaaten vorgelegten

liegt genau hier das Problem. Dort verlaufen gleich meh-

Daten beurteilt. Dabei drängt die Zeit: Für Staaten wie

rere unterseeische Bergzüge. Mit Ausnahme des Gakkel-

Russland, die dem SRÜ vor dem 13. Mai 1999 beigetreten

rückens sind sie nach überwiegender Meinung alle in

sind, ist die Frist, der Festlandsockelkommission Anga-

irgendeiner Form mit den Kontinentalrändern verbun-

ben über ihren über 200 Seemeilen hinausgehenden

den. Sie könnten also grundsätzlich zum Festlandsockel

Festlandsockel zu machen, am 13. Mai 2009 abgelaufen.

eines oder mehrerer Anrainerstaaten gehören. Welche

Bis alle Empfehlungen der CLCS vorliegen, werden ver-

Regelung des SRÜ letztlich zum Tragen kommt, hängt

mutlich noch Jahre vergehen. Staaten, die dem Überein-

also maßgeblich von ihrer geologischen Beschaffenheit

kommen nach 1999 beigetreten sind oder noch beitreten

ab. Russland etwa vertritt die Ansicht, dass es sich beim

wollen, müssen ihre Unterlagen innerhalb von zehn Jah-

Lomonossowrücken um eine unterseeische Erhebung im

ren nach Beitritt vorlegen. So läuft die Frist für Kanada im

Sinne des SRÜ handelt, mit der Folge, dass die 2500-Me-

Jahr 2013 ab, für Dänemark 2014. Nachdem im Jahr 2004

ter-Wassertiefenlinie-Regelung greifen würde. Die bishe-

neue Erdöl- und Erdgasvorkommen am arktischen Mee-

rigen Untersuchungen deuten aber eher darauf hin, dass

resboden entdeckt worden sind, bleibt abzuwarten, ob

die geologische Zusammensetzung des Rückens nicht der

sich die Vertragsparteien des SRÜ entschließen, die vom

des russischen Festlandsockels entspricht.

Übereinkommen vorgesehene Frist zu ver­­­längern. Für die

Welches Land am Ende den Zuschlag bekommt, hängt

Abgrenzung des Festlandsockels zwischen Staaten mit

davon ab, wie die Kommission zur Begrenzung des Fest-

gegenüberliegenden oder aneinander angrenzenden Küs-

Da s I n t e r n a t i o n a l e S e e re ch t – e i n p o t e n t e s R e g e l w e r k <

211

ten ist die Kommission zur Begrenzung des Festlandso-

sich die Frage, ob sich solche sogenannten Geo-Enginee-

ckels freilich ohnehin nicht zuständig. In solchen Fällen

ring-Aktivitäten mit dem geltenden Seerecht in Einklang

verpflichtet das SRÜ die beteiligten Staaten lediglich zum

bringen lassen. Das SRÜ geht zwar ausführlich auf den

Abschluss von Abgrenzungsübereinkünften. Immerhin

Meeresumweltschutz ein. Aussagen über die Zulässig-

haben sich die fünf arktischen Staaten in der Ilulissat-

keit von Geo-Engine­­ering-Maßnahmen im Allgemeinen

nannte Emissions-

Erklärung vom 28. Mai 2008 dazu bekannt, das Interna-

oder Ei­­sendüngung im Speziellen werden dort jedoch

rechte. Diese erlauben

tionale Seerecht einzuhalten und friedlich über sich

nicht getroffen. Allerdings ist es grundsätzlich verboten,

Industriebetrieben

potenziell überlagernde Ansprüche zu verhandeln.

Abfall und andere Stoffe ins Meer zu kippen. Diese Ver-

Carbon Credits Mit Carbon Credits bezeichnet man soge-

wie etwa Kraft- oder Zementwerken, eine

pflichtung wird durch zwei weitere völkerrechtliche Ver-

bestimmte Menge

Das Seerecht und de r K a m p f g e g e n

träge konkretisiert, zum einen das Übereinkommen über

CO 2 auszustoßen.

den Klimawan del

die Verhütung der Meeresverschmutzung durch das Einbringen von Abfällen und anderen Stoffen von 1972

Reduziert ein Unternehmen durch technische Maßnahmen

(London Convention, LC), zum anderen das London Pro-

seinen CO 2 -Ausstoß,

sich der Ausstoß des Klimagases CO2 verringern lässt.

tocol (LP) von 1996, das die Bestimmungen der London

nimmt es weniger

Tatsächlich berührt dieses Thema auch das Seerecht. So

Convention verschärft und konkretisiert. Entsprechend

setzt man derzeit große Hoffnung auf die Speicherung

haben sich im Oktober 2008 die Vertragsstaaten dafür

von atmosphärischem CO2 im Ozean und in sei­n em

ausgesprochen, dass legitime wissenschaftliche For-

Unternehmen veräu-

Untergrund (Kapitel 2). Wie komplex diese Aspek­t e aus

schung nicht den Zielen der Londoner Übereinkommen

ßern, die wegen eines

Sicht des Seerechts sind, zeigt ein aktuelles Beispiel: die

widersprechen soll. Damit bleibt die kommerzielle Eisen-

Düngung des Meeres mit Eisenspänen, also Pflanzen-

düngung von Meeresgebieten untersagt. Diskutiert wur-

Damit werden Maß-

nährstoffen. Die Idee besteht darin, die Primärproduk­

de, ob Industrieunternehmen den Ozean düngen und das

nahmen zur CO 2 -Ein-

tion anzuregen und durch das zu Boden sinkende Phyto-

Algenwachstum ankurbeln könnten, um sich diese Maß-

plankton der Atmosphäre längerfristig CO 2 zu entziehen.

nahme als Carbon Credit anrechnen zu lassen. Inzwi-

Nicht nur mit Blick auf das 2009 durchgeführte deutsch-

schen aber steht fest, dass eine solche kommerzielle

indische Meeresforschungsexperiment „Lohafex“ stellt

Eisendüngung unzulässig ist.

Eine der drängendsten klimapolitischen Fragen ist, wie

Conclusio Die Zukunft des I n t e r n a t i o n a l e n S e e r e c h t s

hinaus. Das UN-Seerechtsübereinkommen (SRÜ) muss dabei stets Ausgangspunkt der rechtlichen

Unter dem Eindruck von Klimawandel, Artenster-

Analyse sein. Es hat die Begehrlichkeiten der Staa-

ben, Überfischung und Seeschifffahrt sieht sich das

tengemeinschaft in einen Rahmen eingepasst, der

Internationale Seerecht – die Rechtsordnung der

nahezu allgemeine Akzeptanz gefunden hat. Bis-

Ozeane – zahlreichen Herausforderungen ausge-

lang hat es sich als flexibler und offener gezeigt als

setzt. Das Spannungsverhältnis zwischen der Frei-

vielfach angenommen. Daher wird das UN-See-

heit des Meeres und seiner Territorialisierung, die

rechtsübereinkommen auch im Völkerrecht des

im Konzept des „mare clausum“ verkörpert ist, hält

21.  Jahrhunderts seine normative Kraft entfalten.

bis heute an. Punktuelle Anpassungen der gel-

Voraussetzung ist freilich die Bereitschaft der

tenden rechtlichen Regelungen an neue Erkennt-

Staaten zu Kooperation und friedlicher Beilegung

nisse und Entwicklungen mögen erforderlich sein,

aller auftretenden Streitigkeiten – auch und gerade

bergen jedoch immer die Gefahr einer weiteren

angesichts der neuen Herausforderungen auf und

Ausdehnung staatlicher Hoheitsmacht auf die See

unter dem Meer.

dieser Rechte in Anspruch und kann diese an andere

hohen Ausstoßes mehr Zertifikate benötigen.

sparung, die oftmals Zusatzkosten verur­ sachen, wirtschaftlich interessant.

212

> Vor w or t

Gesamt-Conclusio <

world ocean review Mit den Meeren leben.

G es amt - C onc lus i o Mit diesem ersten „World Ocean Review“ veröffentli-

die Erwärmung des Meerwassers Hunderttausende Ton-

chen wir einen Statusbericht zum Zustand der Meere,

nen von Methanhydraten auflösen könnten – Gasmas-

dem künftig in regelmäßigen Abständen eine Aktualisie-

sen, die, heute noch zu einer festen, kalten Masse

rung folgen wird. Wir wollen damit zeigen, wie stark der

erstarrt, am Meeresboden ruhen. Ein Teil des Methans,

Mensch in den Lebensraum Ozean eingreift – auch

ein starkes Treibhausgas, könnte dann in die Atmosphäre

durch den Klimawandel. Manches davon haben wir ver-

aufsteigen und den Klimawandel weiter anheizen – ein

standen, gleichzeitig sind viele Fragen noch offen. Sicher

Teufelskreis.

aber ist, dass der Mensch sein Verhalten dringend ändern

Die Ozeane schlucken jedes Jahr viele Millionen Ton-

muss mit dem Ziel, einen nachhaltigen Umgang mit der

nen Kohlendioxid. Sie sind die größte „Senke“ für das von

Umwelt und besonders den Ozeanen zu erreichen.

uns Menschen produzierte Klimagas. Doch das Zuviel an

Der Winter 2010 war weltweit der wärmste seit

Kohlendioxid bringt das chemische Gleichgewicht im

131  Jahren. Der globale Klimawandel bewirkt ein lang-

Meer in Schieflage. Es führt zu einer Versauerung der

sames Ansteigen der Durchschnittstemperatur der Erde.

Ozeane – wiederum mit unabsehbaren Folgen. Saures

In den kommenden Jahren wird sich das Abschmelzen

Wasser stört den Geruchssinn von Fischlarven, die Kalk-

der Gletschermassen wahrscheinlich beschleunigen.

bildung von Schnecken und das Wachstum von Seester-

Der Meeresspiegel wird schneller steigen. Nach aktu-

nen. Auch das Phytoplankton, winzige Algen im Meer

ellen Berechnungen dürften es allein in diesem Jahrhun-

und wichtigste Nahrungsgrundlage für höhere Lebewe-

dert zwischen 80 und im ungünstigsten Fall 180 Zenti-

sen, wird von der Versauerung betroffen sein.

meter Anstieg sein.

Nach wie vor wird die Meeresumwelt in Küstennähe

Der riesige Wasserkörper des Ozeans wirkt wie ein

durch Abwässer, Gifte und vor allem Nährstoffe geschä-

Puffer, er speichert einen beträchtlichen Teil des Kohlen-

digt, die durch die Flüsse in die Ozeane gelangen. Welt-

dioxids und der Wärme aus der Atmosphäre. Klimaverän-

weit fließen Tausende Tonnen von Stickstoff- und Phos-

derungen werden daher nur langsam spürbar. Experten

phorverbindungen ins Meer. Algen vermehren sich

gehen davon aus, dass bei einem ungebremsten Ausstoß

dadurch explosionsartig. In vielen Küstenstreifen be­g innt

der Klimagase der Meeresspiegel bis zum Jahr 2300 um

die Katastrophe mit dem Sterben der Algen. Bakterien

bis zu 5 Meter steigen könnte. Rund 75 Prozent der

fressen die Pflanzenreste und zehren dabei den Sauer-

Megastädte mit jeweils mehr als 10 Millionen Einwoh-

stoff im Wasser auf. In solchen Sauerstoffminimumzonen

nern liegen am Meer oder in Küstennähe. Es wird

stirbt jedes höhere Leben ab. In Westeuropa ist es gelun-

Unsummen kosten, sie zu schützen – einige wird man

gen, die Nährstoffmengen zu reduzieren. Weltweit aber

vermutlich aufgeben müssen. Der Ozean mag derzeit

wird der Nährstoffeintrag mehr und mehr zum Problem.

noch die ärgsten Folgen des Klimawandels dämpfen. Auf

Die Menschheit setzt den Ozeanen zweifellos in vielerlei

lange Sicht werden sich diese aber nur dann vermeiden

Hinsicht zu, und alles in allem erhöht sich der Stress für

lassen, wenn wir heute den Ausstoß der Klimagase kon-

die Meeresorganismen. Durch die Überdüngung und die

sequent drosseln. Fachleute befürchten, dass sich durch

Versauerung des Wassers, durch rapide Veränderungen

213

214

> w or l d oc e a n r e v i e w

der Wassertemperatur oder auch des Salzgehalts könnte

lebenden Ressourcen – eine ausgesprochen kurzsichtige

die biologische Vielfalt im Meer weltweit mit wachsen-

Denkweise. Ein unrühmliches Beispiel ist die EU-Fische-

der Geschwindigkeit verloren gehen. In der Summe sind

reipolitik. Der EU-Ministerrat setzte bisher die Fangquo-

die Störungen so groß, dass Arten weiter verschwinden

ten regelmäßig zu hoch an und setzt sich damit über die

werden.

Empfehlungen von Fischereibiologen hinweg, die seit

Völlig unklar ist bisher, wie sich die schleichende Ver-

Langem vor dem Raubbau warnen.

giftung der Meeresumwelt mit Schadstoffen wie den

Fische sind nicht die einzige lebende Ressource, die

polyfluorierten Verbindungen auswirken wird, die seit

der Mensch im Ozean erntet. So wird die Gewinnung

Jahren als Antihaftsubstanz in Pfannen oder auch in Out-

von medizinisch oder industriell nutzbaren Wirkstoffen

doorjacken zum Einsatz kommen. Diese Substanzen rei-

im Meer für Wissenschaftler und Unternehmen zuneh-

chern sich in der Nahrungskette an und sind inzwischen

mend interessant. In den vergangenen Jahren hat man

selbst in Eisbären nachweisbar. Es ist offensichtlich, dass

bereits Substanzen aus Meeresorganismen extrahiert,

die Ozeane auch heute noch Endstation für den Dreck

die in der Krebstherapie oder bei der Bekämpfung von

unserer Zivilisation sind – nicht allein, was die langle-

Viren eingesetzt werden. Lange zögerten Firmen, in die

bigen Chemikalien angeht, sondern auch in Sachen Müll.

aufwendige Wirkstofffahndung in den Ozeanen einzu-

Weltweit landen in jedem Jahr 6 Millionen Tonnen Müll

steigen. Doch mit der Gründung junger Start-up-Firmen

im Meer. Der Abfall wird zur Falle für Delfine, Schildkrö-

nimmt die Kommerzialisierung der Meeresmedizin an

ten und Vögel. Vor allem Plastik ist langlebig und sam-

Fahrt auf. Allerdings benötigen die meisten Neugrün-

melt sich, getrieben von den Meeresströmungen, inmit-

dungen derzeit noch staatliche Fördergelder.

ten der Ozeane, in Hunderte Quadratkilometer großen

Nach Meeresrohstoffen ganz anderer Art suchen die

Müllwirbeln. Ein völlig neues Problem sind die mikro-

großen Öl- und Bergbaukonzerne. Schon seit Jahrzehnten

skopisch kleinen Zerfallsprodukte von Plastikteilen, die

wird rund um den Globus in den Ozeanen nach Öl

die Meeresorganismen in ihren Körpern anreichern.

gebohrt. Der Anteil der im Meer gewonnen Gas- und Erd-

Immerhin gibt es in Sachen Ozeanverschmutzung mit-

ölmengen wächst stetig und liegt heute bei gut einem

telfristig einen erfolgreichen Trend. Die Zahl der Ölunfäl-

Drittel des weltweiten Fördervolumens. In den kommen-

le hat abgenommen. Spektakuläre Tankerunfälle tragen

den Jahren dürfte am Meeresboden außerdem der Abbau

heute nur mit etwa 10 Prozent zur Verölung der Meere

von Erzen und Manganknollen im großen Stil beginnen.

bei. Die „schleichende Ölpest“ hingegen bleibt ein Pro-

Auch die Methanhydrate locken hinab. Gelänge es, das

blem. Allein 35 Prozent der weltweiten Ölverschmut-

Methan industriell zu ernten, hätte man ein gigantisches

zung stammen aus dem regulären Schiffsbetrieb. Diesen

Energiereservoir angezapft. Die Hydrate sollen, so der

Quellen ist ungleich schwerer beizukommen. Wie die

Plan, am Meeresboden kontrolliert aufgelöst und das

Explosion der Bohrinsel „Deepwater Horizon“ im Golf

Methan abgesaugt werden. Ob das funktioniert, weiß

von Mexiko gezeigt hat, dämmern mit dem Trend, Öl und

niemand. Kritiker fürchten, dass große Mengen von

Gas aus immer größeren Tiefen zu fördern, möglicher-

Methan unkontrolliert aus dem Sediment aufsteigen

weise ganz neue Probleme herauf.

könnten.

Die Menschheit zerstört die Meeresumwelt nicht nur

Der Mensch drängt in die Tiefe wie nie zuvor. Denn in

durch Verschmutzungen, sondern auch durch ihre Gier.

dem Maße wie die Ressourcen an Land schrumpfen, wird

Alljährlich werden 80 Millionen Tonnen Fisch mit einem

der Abbau in der Tiefe interessanter und rentabler. Die

Marktwert von rund 90 Milliarden US-Dollar gefangen.

Vorkrisenjahre 2007 und 2008 waren geprägt durch

Die Konsequenz: Viele Fischbestände sind heute über-

exorbitant hohe Rohstoffpreise. Trotz der folgenden Wirt-

fischt oder sogar ganz zusammengebrochen. Schuld an

schaftskrise wurde damit auch der Meeresbergbau wie-

der Misere ist eine verfehlte Fischereipolitik, die den

der interessant, der nach einer ersten Hochphase in den

Fischfang stark subventioniert. Die Sicherung von

1970er Jahren völlig brach lag. Besonders vielverspre-

Arbeitsplätzen hat stets Vorrang vor dem Schutz der

chend erscheinen derzeit die edelmetallreichen Erze in

G e sa mt -C o n cl u si o <

der Nähe ehemaliger heißer untermeerischer Quellen

der das Laden und Löschen der Schiffe so beschleunigt

und die Manganknollen im Zentralpazifik. Was die Erze

hat, dass die Reedereien ihre Frachter heute wie Stadt-

betrifft, könnte ein Abbau schon in allernächster Zukunft

busse nach einem eng getakteten Fahrplan fahren lassen.

beginnen. Umweltschützer fürchten allerdings, dass

Gut 53 000 Stückgutschiffe, Tanker, Massengutfrachter

dadurch Tiefseelebensräume zerstört werden. Auch eine

und Containerschiffe tragen heute Waren um den Glo-

Manganknollenernte im großen Stil betrachtet man kri-

bus. Die Tragfähigkeit der Handelsflotte beläuft sich auf

tisch. Inzwischen wurden die ersten Claims im Pazifik

über 1000 Millionen Tonnen.

an verschiedene Staaten, zum Beispiel auch an Deutschland, vergeben.

Faszinierend und beunruhigend zugleich ist die Vorstellung, dass durch den Klimawandel der sagenumwo-

Weit weniger riskant erscheint da die Förderung einer

bene nördliche Seeweg durch die Arktis frei wird – die

ganz anderen Ressource: der regenerativen Energie im

Nordostpassage. Weil das Meereis in der Arktis im Som-

Meer. Zu den aktuellen Konzepten gehören Windenergie-

mer mittlerweile stark taut, wird sich künftig der Was-

und Wellenenergieanlagen, Gezeiten- und Strömungs-

serweg von Europa an der sibirischen Küste entlang bis

kraftwerke sowie Kraftwerke, die Salzgehalts- oder Tem-

in den Pazifik für mehrere Wochen im Jahr öffnen. Diese

peraturunterschiede zur Stromerzeugung nutzen. Alle

Strecke ist deutlich kürzer als jene durch den Suezkanal

Technologien zusammen könnten einen beträchtlichen

oder vorbei am Kap der Guten Hoffnung; die Wirtschaft-

Teil des Weltstrombedarfs decken. Grundsätzlich aber

lichkeit in Anbetracht von Meereisresten und möglichen

gilt, dass vor der Errichtung der umweltfreundlichen

Passagegebühren ist noch ungeklärt. Allerdings ließe

Energiewandler die Auswirkungen auf die Meeresum-

sich damit zumindest im Sommer der derzeit gefährliche

welt untersucht werden müssen. Zweifelsohne wird man

Seeweg durch den Golf von Aden, vorbei an der soma-

manche Meeresgebiete aus ökologischen Gründen von

lischen Küste vermeiden. Hier hat die Zahl der Piratenan-

der Bebauung ausschließen. Experten empfehlen daher

griffe in der vergangenen Zeit stark zugenommen. Die

Meeresenergiegebiete auszuweisen, in denen man ver-

Situation in den ostafrikanischen Gewässern sollte aber

schiedene Technologien miteinander kombiniert – Wind-

nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Piraterie welt-

radmasten und Strömungsanlagen etwa.

weit seit einigen Jahren wieder abnimmt.

Dass Meeresgebiete heute einfach beplant und genutzt

Während der mehr als zwei Jahre langen Arbeit an die-

werden können, war noch vor wenigen Jahrzehnten kei-

sem Bericht haben wir uns des Öfteren gefragt, ob es

neswegs selbstverständlich. Immer wieder entbrannte

überhaupt möglich ist, das Meer in allen seinen Facetten

Streit um Seegebiete. Erst 1982 gelang es der Staatenge-

darzustellen. Darauf gibt es nur eine ehrliche Antwort:

meinschaft mit dem internationalen Seerechtsüberein-

nein. Die Ozeane sind zu groß und die Materie zu kom-

kommen einen gemeinsamen Nenner zu finden. Dieses

plex, als dass man auch nur annähernd einen Anspruch

Übereinkommen ist der umfangreichste völkerrechtliche

auf Vollständigkeit erheben könnte. Zudem sind viele

Vertrag, der jemals in der Geschichte der Menschheit

wissenschaftliche Fragen nach wie vor unbeantwortet.

geschlossen wurde. Es regelt den Einflussbereich der

Dennoch haben wir versucht, ein möglichst umfassendes

Küstenstaaten, aber auch die Nutzung der Hohen See.

Bild vom Zustand der Meere zu zeichnen. Wir hoffen,

Über den Rohstoffabbau am Meeresboden wiederum

dass dieser Bericht zumindest zu einem kleinen Teil dazu

wacht eine UN-Behörde, die auch die Claims für den

beitragen kann, die Situation zum Guten zu wenden.

Manganknollenabbau gerecht zuteilen soll. Trotz dieser Regelungen ist zwischen den Arktisstaaten längst ein Streit darüber entbrannt, wer die Rohstoffe am Grund der Arktis nutzen darf, wenn das Meereis weiter schmilzt. Klar geregelt ist heute hingegen der Schiffsverkehr, der sich in den vergangenen Jahrzehnten enorm gewandelt hat. Ein Meilenstein war die Einführung des Containers,

Nikolaus Gelpke und Martin Visbeck

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216

> Anha ng

Glossar <

Glos s a r

> Da s Gl ossa r de f i ni e r t B e g r i ff e , d i e f ü r d a s Ve r s t ä n d n i s d e r Te x t e b e s o n -

ders wichtig sind, ab e r i n d e n e i n z e l n e n K a p i t e l n a u s P l a t z g r ü n d e n n i c h t a u s f ü h r l i c h e r l ä u t e r t w e r d e n können . Glossarbegr i ff e si nd ge f e t t e t und l e i c ht z u e r k e n n e n .

anthropogen: Durch den Menschen verur­sachte Veränderungen in der

schung alle drei Aspekte berücksichtigt. Demgemäß spricht man auch von

Natur, wie etwa die Zunahme der Kohlendioxidkonzentration in der Atmo-

biogeochemischen Phänomenen oder Prozessen.

sphäre, werden als anthropogen bezeichnet. Biosphäre: der belebte Teil der Erdkruste. Die Biosphäre schließt den Ozean Atmosphäre: die gasgefüllte Hülle, die den Globus umspannt. Ihre Hauptbe-

mit ein.

standteile sind Stickstoff und Sauerstoff. Der Kohlendioxidgehalt liegt bei nur tigste Ursache des Treibhauseffekts.

CO2-Emissionsrechte/Carbon Credits: Rechte bzw. „Guthaben“, die es Industriebetrieben erlauben, eine bestimmte Menge CO2 auszustoßen. Redu-

Auftriebsgebiet: zumeist küstennahe Meeresgebiete, in denen kaltes und

nimmt es weniger Carbon Credits in Anspruch und kann diese an andere

nährstoffreiches Tiefenwasser an die Meeresoberfläche aufsteigt. Angetrie-

Unternehmen veräußern. Damit werden Maßnahmen zur CO2-Einsparung,

ben wird diese Bewegung durch stetige küstenparallele Winde wie etwa

die oftmals Zusatzkosten verursachen, wirtschaftlich interessant.

etwa 0,038 Prozent. Dennoch ist das Gas nach dem Wasserdampf die wich-

ziert ein Unternehmen durch technische Maßnahmen seinen CO2-Ausstoß,

Passate. Die Winde treiben das Oberflächenwasser von der Küste weg, was zur Folge hat, dass Wasser aus der Tiefe nachströmt und aufsteigt. Auftriebs-

Corioliskraft: Die durch die Rotation der Erde bewirkte Corioliskraft oder

gebiete sind biologisch besonders produktiv und für den Fischfang bedeut-

Coriolisbeschleunigung führt dazu, dass Luft- und Wasserströmungen nicht

same Regionen, die sich vor allem an den westlichen Rändern der Kontinente

geradlinig verlaufen, sondern abgelenkt werden. Auf der Nordhalbkugel

beispielsweise vor Chile, Kalifornien und Namibia befinden.

wirkt die Corioliskraft nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links, direkt am Äquator ist sie Null.

Azorenhoch: ein Hochdruckgebiet, das sich regelmäßig in der Mitte des Nordatlantiks etwa auf Höhe der Azoren bildet. Hier sinkt kalte Luft ab, die

Flagellaten: einzellige Lebewesen, die sich mit einem peitschenartigen Fort-

durch den Golfstrom erwärmt und Richtung Osten nach Europa transpor-

satz, dem Flagellum oder der Geißel, durchs Wasser bewegen. Sie kommen

tiert wird.

im Süß- und Salzwasser vor.

Biodiversität: die biologische Vielfalt auf der Erde. Dazu zählen nicht nur die

Geo-Engineering: technische Maßnahmen, die in großem Stil die natür-

Arten an sich, sondern auch die in den verschiedenen Individuen einer Art

lichen Kreisläufe beeinflussen sollen, um den Auswirkungen der Klimaver­

vorhandene genetische Vielfalt oder die Vielfalt an Lebensräumen in einer

änderungen entgegenzuwirken. Diese Maßnahmen werden grob in zwei

Region.

Gruppen unterteilt – das Sonneneinstrahlungsmanagement (Solar Radiation Ma­nagement, SRM) und den Kohlenstoffdioxidabbau (Carbon Dioxid Remo-

Biodiversitätskonvention: Die Biodiversitätskonvention (Übereinkommen

val, CDR). Beim SRM geht es darum, durch Freisetzen bestimmter Substan-

über die biologische Vielfalt, Convention on Biological Diversity, CBD) wurde 1992 in Rio de Janeiro während der Konferenz der Vereinten Nationen über

zen in die Atmosphäre die Sonneneinstrahlung zu beeinflussen; beim CDR geht es allgemein darum, in großem Rahmen CO2 abzubauen oder zu lagern.

Umwelt und Entwicklung (United Nations Conference on Environment and

Die Maßnahmen sind umstritten, weil sie massiv in natürliche Prozesse ein-

Development, UNCED) ausgehandelt. Sie verfolgt vor allem drei Ziele: den

greifen und weil ihre direkten Folgen und Nebeneffekte sowie mögliche

Schutz der biologischen Vielfalt; die nachhaltige Nutzung der natürlichen

Wechselwirkungen schwer abschätzbar sind.

Ressourcen; die Sicherstellung, dass die Verwertung genetischer Ressourcen und Informationen (z. B. für medizinisch wirksame Substanzen) allen Staaten

Gezeitenzone: der Bereich der Küste, in dem sich Ebbe und Flut bemerkbar

gleichermaßen zugutekommen.

machen. Hier sinkt und steigt der Wasserpegel im Rhythmus der Gezeiten. Manche Bereiche fallen dadurch regelmäßig trocken. Häufig siedeln sich hier

biogen: Substanzen, die von Lebewesen wie Pflanzen, Tieren, Pilzen oder

charakteristische Lebensgemeinschaften an.

Bakterien erzeugt werden, bezeichnet man als biogen. Golfstrom: eine relativ schnell fließende warme Meeresströmung im Atlanbiogeochemisch: Die Biogeochemie ist ein interdisziplinäres wissenschaft-

tik. Der Golfstrom zieht vom Golf von Mexiko um die Florida-Halbinsel

liches Fachgebiet, das sich umfassend mit den chemischen, biologischen und

herum nach Nordosten und geht dann in den Nordatlantikstrom über. Er trägt

physikalischen Prozessen und ihren Wechselwirkungen befasst. Viele Vor-

erheblich zum relativ milden Klima in Westeuropa bei, indem er große Men-

gänge in der Natur sind nur dann zu verstehen, wenn man bei der Erfor-

gen Wärme herantransportiert.

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218

> Anha ng

Grönlandsee: Die Grönlandsee erstreckt sich zwischen Grönland, Island

Mittelozeanische Rücken: Höhen- oder Gebirgszüge am Meeresgrund, die

und Spitzbergen und bildet damit die Grenze zwischen dem Nordatlantik

wie die Nähte eines Baseballs annähernd den ganzen Globus umspannen. Sie

und dem Arktischen Ozean. In der Grönlandsee tauchen große Wassermas-

entstehen dort, wo Kontinentalplatten untermeerisch auseinander driften. An

sen durch die Konvektion in die Tiefe ab.

diesen Bruchstellen, die meist inmitten der Ozeane liegen, steigt heißes Magma auf, das im Wasser erkaltet und sich mit der Zeit zu mächtigen Gebirgen

Habitat: der für eine bestimmte Art charakteristische Lebensraum.

auftürmt.

Interhemisphärischer Dipol: eine etwa alle zehn Jahre auftretende Schwan­

Monsun(-region): eine großräumige, starke und stetige Luftströmung in den

­­­kung der typischen Wassertemperaturen im Atlantik. Experten sprechen

Tropen und Subtropen. Der Monsun ändert zweimal im Jahr seine Richtung.

dabei auch von einer Temperaturanomalie.

Die Ursache ist der Sonnenstand, der sich im Lauf des Jahres ändert. Unter der hoch stehenden Sonne heizen sich Land- und Wassermassen unterschiedlich

Internationale Walfangkommission: Die Internationale Walfangkommis-

stark auf, was zu deutlichen Luftdruckdifferenzen und damit Winden führt.

sion (International Whaling Commission, IWC) berät jährlich über den Status

Weht der Monsun von Seeseite aus, trägt er feuchte Luftmassen heran, die

quo der weltweiten Walbestände, über die Errichtung von Schutzgebieten

sich in starken Monsunregen entladen. Mitunter kommt es zu großen Über-

sowie über die Verlängerung des sogenannten Walfangmoratoriums. Sie wur-

schwemmungen.

de mit dem Internationalen Übereinkommen zur Regelung des Walfangs (International Convention for the Regulation of Whaling, ICRW) gegründet.

Nordatlantische Oszillation (NAO): Unter der Nordatlantischen Oszillati-

Dieses Übereinkommen ist ein 1946 geschlossener, völkerrechtlicher Ver-

on versteht man die Schwankung der Druckverhältnisse zwischen dem

trag, dessen Ziel die Erhaltung und Bewirtschaftung der Walbestände ist. Die

Azorenhoch und dem Islandtief. Die NAO ist besonders bestimmend für

IWC besteht aus den Repräsentanten der rund 80 Unterzeichnerstaaten.

das Winterklima in Europa, aber auch in Nordafrika, Grönland und dem Osten der USA. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die NAO etwa 30 Pro-

Islandtief: ein über dem Nordatlantik fast permanent bestehendes Tiefdruck-

zent des europäischen Winterwetters bestimmt. Die NAO existiert zwar auch

gebiet. Ein Großteil der Niederschläge in Westeuropa wird durch dieses Tief

im Sommer, ist in dieser Zeit aber offenbar weniger entscheidend für das

herantransportiert. Das Wechselspiel zwischen Islandtief und Azorenhoch

Klima. In den vergangenen Jahren hat man im Vergleich zu früheren Mes-

bestimmt die Wetterlage in Westeuropa maßgeblich.

sungen eine systematische Veränderung dieses Luftdrucksystems beobachtet. Ein Ergebnis ist die Zunahme von warmen und schneearmen Wintern in

Kieselagen (Diatomeen): einzellige, hartschalige Algen, die einen Panzer

Europa.

aus Kieselsäure tragen. Viele Kieselalgen im Meer zählen zum Plankton und zu den wichtigsten Sauerstoffproduzenten im Ozean. Zudem sind sie

Normalnull (NN): Das Normalnull ist eine Bezugsgröße zur Standardisie-

Nahrungsgrundlage für höhere Lebewesen.

rung der Höhenmessung in Deutschland, der Schweiz und Österreich. Es entspricht der Höhe des mittleren Meeresspiegels. Das Normalnull ist auch

Kohlenstoffkreislauf: der Kreislauf des chemischen Elements Kohlenstoff.

die Referenz bei der Höhenangabe von Gebäuden oder Bergen. Es wurde ur­-

Er umfasst die Umwandlungen kohlenstoffhaltiger chemischer Verbindungen

sprünglich von dem in den Niederlanden seit dem 19. Jahrhundert ge­bräuch­

in den globalen Systemen Lithosphäre, Hydrosphäre, Erdatmosphäre und Bio-

lichen „Normaal Amsterdams Peil“ (NAP, Normaler Amsterdamer Pegel) ab­­

sphäre sowie den Austausch der Kohlenstoffverbindungen zwischen diesen

geleitet, der seinerzeit dem mittleren Wasserstand der Zuidersee, dem

Systemen. Die Kohlenstoffverbindungen können gasförmig vorliegen (in der

heutigen Ijsselmeer, entsprach.

Atmosphäre) oder in fester Materie gebunden sein – zum Beispiel in wasserlöslichem Karbonat oder in der festen Biomasse von Pflanzen, etwa in Form

Ostpazifischer Rücken: ein im Südostpazifik verlaufender Mittelozea­ni­

von Kohlenhydraten.

scher Rücken.

Konvektion: Im Zusammenhang mit dem Ozean oder der Atmosphäre

Passate: Winde, die in den Tropen stetig wehen und damit eine treibende

bezeichnet die Konvektion die vertikale, meist durch Dichteänderungen (zum

Kraft der Meeresströmungen sind. Die Passate treten bis etwa zum 23. Brei-

Beispiel Abkühlung, Erwärmung) hervorgerufene, turbulente Bewegung von

tengrad nördlich und südlich des Äquators auf. Man unterscheidet zwischen

Wasser oder Luft. Die Konvektion im Ozean spielt vor allem als Antrieb der

dem Nordostpassat der nördlichen Halbkugel und dem Südostpassat auf der

thermohalinen Zirkulation eine Rolle.

Südhalbkugel. Die Richtung der Passate wird vor allem durch die ablenkende Wirkung der Corioliskraft bestimmt.

Kryosphäre: der mit Eis bedeckte Teil der Erde. Zur Kryosphäre gehören unter anderem die antarktischen Gletscher, die Hochgebirgsgletscher, das Meereis oder das Schelfeis.

Pedosphäre: der Teil der festen Landmasse, den man auch als Boden bezeichnet. Sie ist der Übergang zwischen Atmosphäre und Lithosphäre. Die Pedosphäre besteht aus lockerem, zerkleinerten Gestein, das mit orga-

Labradorsee: der Teil des Nordatlantiks zwischen Grönland und Kanada.

nischem Material angereichert und mit Wasser und Luft durchmischt ist.

Wie in der Grönlandsee tauchen hier große Wassermaßen durch die Konvektion in die Tiefe ab.

Pelagisches System (Pelagial): Unter dem Begriff Pelagisches System fasst man die Gesamtheit des offenen Wassers (Pelagial) mitsamt seinen Bewoh-

Lithosphäre: die feste Gesteinshülle der Erde. Sie umfasst die Erdkruste und

nern zusammen. Zu den Organismen des Pelagials gehören das Plankton und

Teile des Erdmantels.

das Nekton. Zum Nekton zählen Lebewesen wie Fische oder Wale, die anders als Planktonorganismen aktiv gegen die Strömung schwimmen können.

Glossar <

Permafrostboden: Boden, der ab einer gewissen Tiefe das ganze Jahr über (permanent) gefroren ist. Permafrostböden (auch Dauerfrostböden genannt)

Treibhauseffekt: Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2) und andere klimarelevante Spurengase in der Atmosphäre wie etwa Methan (CH4) lassen die kurz-

gibt es unter anderem in der arktischen Tundra, in nördlichen Nadelwäldern

wellige Strahlung, die von der Sonne auf die Erde trifft, zunächst passieren.

oder im Hochgebirge. In diesen Gebieten reicht die Sonnenwärme im Som-

Diese wird an der Erdoberfläche in Wärme umgewandelt und zu einem gro­

mer nicht aus, um den Boden bis in die Tiefe aufzuheizen. Lediglich die obe-

ßen Teil als langwellige Strahlung zurückgeworfen. Wie die Glasscheibe

ren Bodenschichten tauen für wenige Wochen auf.

eines Treibhauses aber verhindern die Gase, dass die langwellige Wärmestrahlung in den Weltraum entweicht. Die Erde heizt sich auf. Der Treibhaus-

Plankton: die Gesamtheit der im freien Wasser schwebenden Lebewesen. Die Planktonorganismen sind meist mikroskopisch klein. Dazu zählen unter

effekt ist ein natürliches Phänomen, das die Erde vor Auskühlung schützt. Durch die Zunahme der Konzentration von CO2 und anderen Spurengasen

anderem Einzeller, Mikroalgen, Kleinstkrebse oder Larven von Fischen. Man

verstärkt sich der Treibhauseffekt jedoch.

unterscheidet das pflanzliche Plankton (Phytoplankton) und das tierische Plankton (Zooplankton). Die Planktonorganismen bewegen sich zwar selbst,

UN-Seerechtskonferenz: Zwischen 1973 und 1982 gab es drei UN-See-

aber mit so geringer Kraft, dass sie von den Wasserströmungen verdriftet wer-

rechtskonferenzen (United Nations Convention on the Law of the Seas,

den. Das Gegenteil des Planktons ist das Nekton, eine Sammelbezeichnung

UNCLOS), deren Ziel es war, ein international geltendes Seerecht zu etablie-

für alle Meerestiere, die aktiv und strömungsunabhängig schwimmen.

ren. Das gelang mit der dritten UN-Seerechtskonferenz (UNCLOS III) im Jahr 1982. Ihr Ergebnis war die Schaffung des Seerechtsübereinkommens der Ver-

Population: eine Gruppe von Individuen derselben Art, die sich zur selben Zeit am selben Ort aufhalten. Eine Population bildet eine Fortpflanzungsgemeinschaft. Eine Art kann mehrere Populationen an verschiedenen Orten ausbilden. Primärproduktion, -produzenten: der Aufbau von Biomasse durch Pflanzen oder Bakterien. Die Primärproduzenten gewinnen ihre Energie beispielsweise aus Sonnenlicht oder bestimmten chemischen Verbindungen und synthetisieren in ihrem Stoffwechsel energiereiche Substanzen – beispielsweise Kohlenhydrate. Diese Substanzen wiederum sind Lebensgrundlage der Tiere oder des Menschen. Schelf(-bereich): der küstennahe, flache Teil des Meeresbodens. Er ist Be­­ standteil der Festlandmasse und fällt sanft bis zu einer durchschnittlichen Tiefe von 130 Metern ab. Der Schelf endet mit dem Festlandabhang. Senke: ein natürliches Reservoir, das eine Substanz wie etwa Kohlendioxid in großen Mengen aufnimmt. Als Kohlenstoffsenken bezeichnet man zum Beispiel Wälder, den tiefen Ozean oder auch Korallen, bei denen das Kohlendioxid im Kalk gebunden ist. stratosphärisch, Stratosphäre: Die Stratosphäre ist der Bereich der Atmosphäre, der etwa zwischen 15 und 50 Kilometern Höhe liegt. Die Stratosphäre weist zwischen 20 und 45 Kilometern Höhe eine erhöhte Ozonkonzen­ tration auf. Diese Ozonschicht fängt einen großen Teil der für Lebewesen schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne ab. Substrat: das Material, auf dem ein Organismus lebt, zum Beispiel Steine, auf denen sich Seepocken festsetzen. Thermodynamik: ein Teilgebiet der Physik, das sich mit den Beziehungen zwischen Wärme und anderen Energieformen sowie deren möglichen Umformungen befasst. Wichtige Größen sind dabei Druck, Temperatur, mechanische Arbeit sowie Volumen-, Dichte- und Zustandsänderungen, die auch bei der Entstehung von Strömungen im Meer und in der Atmosphäre eine Rolle spielen. Thermohaline Zirkulation: ein globales System oberflächennaher und tiefer Meeresströmungen, das durch Dichteunterschiede zwischen Wassermassen mit ungleichen Salzgehalten und Temperaturen angetrieben wird. Ein wichtiger Motor der thermohalinen Zirkulation ist die Konvektion.

einten Nationen (SRÜ). Bis heute wurde das SRÜ von 157 Staaten ratifiziert.

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> Anha ng

Abkürzungen AABW Antarctic Bottom Water; Antarktisches Bodenwasser

GPS Global Positioning System; globales Satellitensystem zur Positionsbestimmung

ARGO Internationales Tiefendrifterprogramm HABs Harmful Algal Blooms; schädliche Algenblüten ASCOBANS Agreement on the Conservation of Small Cetaceans of the Baltic and North Seas; Internationales Abkommen zur Erhaltung der Klein-

HNLC High nutrient, low chlorophyll; nährstoffreich und arm an

wale in der Nord- und Ostsee, des Nordostatlantiks und der Irischen See

Chlorophyll

AUV Autonomous Underwater Vehicle; autonomes Unterwasserfahrzeug

ICC International Coastal Cleanup; internationale Küstensäuberung

AWZ Ausschließliche Wirtschaftszone

ICES International Council for the Exploration of the Sea; Internationaler Rat für Meeresforschung

BIP Bruttoinlandsprodukt IEA Internationale Energieagentur BLE Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung IGH Internationaler Gerichtshof BMELV Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz

IMO International Maritime Organisation; Internationale SeeschifffahrtsOrganisation

BRT Bruttoregistertonne IPANEMA Initiative Partenariale Nationale pour l’émergence des EnerCBD Convention on Biological Diversity; Biodiversitätskonvention

gies Marines; Nationale Initiative zur Förderung der Meeresenergie

CCS Carbon Capture and Storage; CO2-Abscheidung und -Speicherung

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change; Weltklimarat

CFCA Community Fisheries Control Agency; Europäische

ISA International Seabed Authority; Internationale Meeresbodenbehörde

Fischereiaufsichtsagentur ISM-Code International Management Code for the Safe Operation of CLCS Commission on the Limits of the Continental Shelf;

Ships and for Pollution Prevention; internationale Vereinbarung für den

Kommission zur Begrenzung des Festlandsockels

sicheren Schiffsbetrieb

DIC Dissolved anorganic carbon; gelöster anorganischer Kohlenstoff

ITLOS International Tribunal for the Law of the Seas; Internationaler Seegerichtshof

dwt Deadweight Tonnage; Tragfähigkeit eines Schiffs in Tonnen ITQs Individual transferable quotas; individuell transferierbare Quoten EUFA EU-Fischereiaufsichtsbehörde IUU-fishing Illegal, unreported and unregulated fishing; illegale Fischerei EuGH Europäischer Gerichtshof IWC International Whaling Commission; Internationale WalfangkommisFAO Food and Agriculture Organization of the United Nations;

sion Glossar

Welternährungsorganisation der Vereinten Nationen JIT Just-in-time-Produktion; bedarfsgerechte Produktion FDA Food and Drug Administration; US Nahrungs- und Arzneimittelbehörde LC London Convention – Convention on the Prevention of Marine PolluFFH-Richtlinie Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie

tion by Dumping of Wastes and Other Matter; London Konvention – Übereinkommen über die Verhütung der Meeresverschmutzung durch

FMPs Groundfish Fishery Management Plans; Managementpläne der

das Einbringen von Abfällen und anderen Stoffen

Grundfisch-Fischerei LNG Liquefied Natural Gas; verflüssigtes Erdgas GATT General Agreement on Tariffs and Trade; Allgemeines Zoll­- und Handelsabkommen

LOHAFEX Experiment zur Düngung des Meeres mit Eisen

GFP Gemeinsame Fischereipolitik der Europäischen Union

LP London Protocol; Aktualisierung der LC

GLODAP Global Ocean Data Analysis Project; globales Messprogramm zur Erfassung von Umweltparametern in den Ozeanen

A b k ü r zu n g e n <

MARPOL International Convention for the Prevention of Pollution

TEU Twenty-foot Equivalent Unit; Standardcontainer

from Ships; Internationales Übereinkommen zur Verhütung der Meeres­ verschmutzung

TRIPS Agreement on Trade-Related Aspects of Intellectual Property



Rights; Übereinkommen über die handelsbezogenen Aspekte der Rechte

MEY Maximum economic yield; maximaler ökonomischer Ertrag

des geistigen Eigentums

MRSA Multiresistenter Staphylococcus aureus

tsm Tonnen-Seemeile

MSC Marine Stewardship Council; gemeinnützige, von WWF und

TURF Territorial use rights in fisheries; territoriale Nutzungsrechte in

Unilever gegründete Organisation zur Zertifizierung von Fisch aus nach-

der Fischerei

haltiger Fischerei UNCED United Nations Conference on Environment and Development; MSY Maximum sustainable yield; maximaler nachhaltiger Ertrag

Konferenz der Vereinten Nationen über Umwelt und Entwicklung

MThw Mittleres Tidehochwasser

UNCLOS United Nations Convention on the Law of the Seas; UN-Seerechtskonferenz Glossar

NADW North Atlantic Deep Water; Nordatlantisches Tiefenwasser UNCTAD United Nations Conference on Trade and Development; NAFTA North American Free Trade Agreement;

Konferenz der Vereinten Nationen für Handel und Entwicklung

Nordamerikanisches Freihandelsabkommen UNEP United Nations Environment Programme; Umweltprogramm der NAO Nordatlantische Oszillation Glossar

Vereinten Nationen

NEAFC North East Altlantic Fisheries Commission;

VDS Vessel Detection System; Schiffsortungssystem

Nordostatlantische Fischereikommission VMS Vessel Monitoring System; Schiffsüberwachungssystem OECD Organisation for Economic Co-operation and Development; Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung

VOS Voluntary Observing Ships Programme; freiwilliges Schiffsprogramm zur Umweltbeobachtung

OPA Oil Pollution Act; US-amerikanische Gesetzesvorschrift zur Vermeidung von Ölverschmutzungen

WSSD World Summit on Sustainable Development, Weltgipfel für nachhaltige Entwicklung

OSPAR Oslo-Paris-Konvention WTO World Trade Organization; Welthandelsorganisation OTEC Ocean Thermal Energy Conversion; Meereswärme-Energieumwandlung, Meereswärmekraftwerk PATg Patentgesetz PCB Polychlorierte Biphenyle PFCs Polyfluorinated compounds; polyfluorierte Verbindungen PFOS Perfluoroctansulfonat POPs Persistent organic pollutants; persistente organische Schadstoffe ppm Parts per million; Teile von einer Million, Millionstel ROV Remotely Operated Vehicle; ferngesteuertes Fahrzeug SRÜ Internationales Seerechtsübereinkommen STECF Scientific, Technical and Economic Committee for Fisheries; Wissenschafts-, Technik- und Wirtschaftsausschuss für Fischerei TAC Total allowable catch; Gesamtfangquote

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> Anha ng

Autor en

> F ü r d e n e r s t e n „Wo r l d O c e a n R e v i e w “ 2010 h a b e n d i e A u t o r innen und

A ut or e n di e E r k e nnt ni sse i hr e r j e w e i l i g e n F a ch g e b i e t e zu s a m m e n g e s t e l l t , d i e v o n d e r b r e i ten Meh rh e i t de r Wi sse nsc ha f t l e r ge t r a g e n w e r d e n . D i e m e i s t e n Ve r f a s s e r f o r s ch e n g e m e i n s a m i m Exzellen zcl ust e r „Oz e a n de r Zuk unf t “ z u F r a g e s t e l l u n g e n d e r E n w i ck l u n g u n s e r e r Me e r e .

Prof. Dr. Thomas Bosch, Biologe an der CAU Kiel. Die Fachgebiete von

Dr. Birte Matthiessen, Meeresbiologin am Leibniz-Institut für Meereswis-

T. Bosch sind Entwicklungsbiologie, Evolutionsbiologie und Vergleichende

senschaften IFM-GEOMAR, Kiel. B. Matthiessen untersucht ökologische Re­­

Immunologie. Er beschäftigt sich mit Fragen der Musterbildung und der Evolu-

gulationsmechanismen für das Zusammenleben von Organismen und die Kon-

tion von Stammzellen sowie mit den Mechanismen der Immunabwehr in ein-

sequenzen des Verlusts von biologischer Vielfalt für die Funktionsfähigkeit

fachen Organismen wie den Cnidaria (Nesseltiere) und den Urochordaten

von Ökosystemen. Zusätzlich erforscht sie die Effekte der globalen Verände-

(Manteltiere). Evolution wird dabei als Grundlagenwissenschaft für die Medi-

rungen für die biologische Vielfalt und deren Konsequenzen für die Funktions-

zin verstanden. In den molekularen Biowissenschaften hat er sich spezialisiert

fähigkeit der Ökosysteme.

auf die Untersuchung der Evolution und Funktion von Genen, die beim Men-

www.ifm-geomar.de/index.php?id=bmatthiessen

schen relevant für die Ausbildung von Krankheiten sind. www.uni-kiel.de/zoologie/bosch/index.html

Prof. Dr. Frank Melzner, Meeresbiologe am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel und Leiter der Arbeitsgruppe „Ocean Acidifi-

Prof. Dr. Franciscus Colijn, Biologe am Forschungs- und Technologiezen-

cation/Ozeanversauerung“ im Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“. F. Melz-

trum Westküste (FTZ) der CAU Kiel und Leiter des Instituts für Küstenfor-

ner untersucht die physiologischen Toleranzmechanismen von Meerestieren.

schung des GKSS Forschungszentrums in Geesthacht. F.  Colijn beschäftigt sich mit der wissenschaftlichen Analyse des aktuellen Zustands und der Ent-

Im Fokus seines Interesses steht hierbei die Antwort der Organismen auf die Ozeanversauerung als Folge des CO2-Anstiegs in der Atmosphäre. Als Modell-

wicklung der Küstenmeere. Seine Fachgebiete sind die Entwicklung von Be-

organismen dienen ihm Seeigel, Tintenfische, Muscheln und Seesterne.

obachtungsmethoden der marinen Umwelt, Langzeitänderungen im Watten-

www.ifm-geomar.de/index.php?id=fmelzner

meer und der Nordsee sowie Probleme der Meeresverschmutzung. www.gkss.de/institute/coastal_research/staff/006937 index_0006937.html.de

Prof. Dr. Andreas Oschlies, Biogeochemiker am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. A. Oschlies entwickelt ökologische

Prof. Dr. Ralf Ebinghaus, Chemiker im Institut für Küstenforschung der

und biogeochemische Ozeanmodelle mit denen z. B. der Einfluss von Durch-

GKSS Forschungszentrum Geesthacht GmbH. R. Ebinghaus leitet dort die

mischungsprozessen auf die biologische Produktion oder Rahmenbedingungen

Abteilung für Umweltchemie und lehrt als Professor (h.c.) an der Leuphana

für den Gasaustausch mit der Atmosphäre untersucht werden können. Einen

Universität in Lüneburg. Seine Forschungsschwerpunkte umfassen Nachweis,

besonderen Interessenschwerpunkt bilden dabei die Kohlenstoffaufnahme des

Transport und Gas-/Wasseraustausch von besonders langlebigen chemischen

Ozeans und die Klimasensitivität dieses Prozesses.

Substanzen in der küstennahen, marinen und polaren Umwelt. Ebinghaus ist

www.ifm-geomar.de/index.php?id=aoschlies

Editor der Zeitschrift „Environmental Chemistry“. http://coast.gkss.de/aos/staff/ebinghaus/

Dr. Sven Petersen, Mineraloge am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. S. Petersen erforscht die Genese und zeitliche Ent-

Prof. Dr. Arne Körtzinger, Meereschemiker am Leibniz-Institut für Meeres-

wicklung submariner heißer Quellen und der mit ihnen assoziierten Erzabla-

wissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. Forschungsschwerpunkte von A. Kört-

gerungen. Sein Interesse gilt dabei, neben der Untersuchung einer möglichen

zinger sind der marine Kohlenstoffkreislauf und seine anthropogene Störung,

Rohstoffgewinnung aus dem Meer, der Erforschung des Untergrunds der Vor-

die Rolle von Sauerstoff als biogeochemischer Schalter und sensitiver Indikator

kommen durch Bohrungen und der Nutzung autonomer Unterwasserfahr-

für Klimawandel im Ozean sowie die Entwicklung und Erprobung neuer

zeuge für die Exploration auf schwarze und weiße Raucher.

Methoden und Sensoren als auch autonomer Ozeanbeobachtungsansätze wie

www.ifm-geomar.de/index.php?id=spetersen

z. B. profilierenden Tiefendriftern. www.ifm-geomar.de/index.php?id=akoertzinger

Prof. Dr. Alexander Proelß, Rechtswissenschaftler für Öffentliches Recht mit dem Schwerpunkt Seerecht an der CAU Kiel und Leiter der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. Mojib Latif, Klimaforscher am Leibniz-Institut für Meereswissen-

„Law of the Sea/Seerecht“ im Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“. A. Proelß

schaften IFM-GEO­MAR, Kiel. M. Latif beschäftigt sich mit den Mechanismen

beschäftigt sich vor allem mit dem internationalen Seerecht und dem Umwelt-

und der Vorhersagbarkeit natürlicher Klimaschwankungen auf unterschied-

völkerrecht, darüber hinaus mit ausgewählten Bereichen des Europa- und Ver-

lichen Zeitskalen (von Jahreszeiten bis hin zu Dekaden) und dem Einfluss des

fassungsrechts. Zu seinen derzeitigen Aktivitäten zählen mehrere see- und

Menschen auf das Klima. Dazu entwickelt er Klimamodelle und vergleicht

umweltvölkerrechtliche Projekte (u. a. zur gemeinsamen Fischereipolitik, zum

deren Ergebnisse mit den Beobachtungen.

europäischen Artenschutz und zum Climate-Engineering).

www.ifm-geomar.de/index.php?id=mlatif

www.internat-recht.uni-kiel.de/team/professores/proelss

A u t o re n u n d P a r t n e r <

Prof. Dr. Martin Quaas, Wirtschaftswissenschaftler an der CAU Kiel und

Prof. Dr. Rüdiger Soltwedel, Volkswirtschaftler am Institut für Weltwirt-

Leiter der Arbeitsgruppe „Fisheries and Overfishing/Lebende Ressourcen“ im

schaft der CAU Kiel. Zu den Schwerpunkten von R. Soltwedel gehörten räum-

Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“. Die Fachgebiete von M. Quaas sind

liche Aspekte der europäischen Integration, Innovation und Clusterbildung

Umwelt-, Ressourcen- und Ökologische Ökonomik. Ein Ziel seiner Forschung

und Liberalisierung im Bereich der Netzinfrastruktur. Er hat sich im Rahmen

ist die Entwicklung neuer Fischereimanagement-Konzepte und neuer, markt-

der Analyse der Verkehrswirtschaft mit der Schifffahrtsbranche beschäftigt.

basierter Instrumente der Fischereipolitik, die die Nachhaltigkeit der Fischerei

www.ifw-members.ifw-kiel.de/~ruediger_soltwedel_ifw_kiel_de

fördern. www.economics.uni-kiel.de/eree/Quaas_en.html

Prof. Dr. Ulrich Sommer, Meeresbiologe am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. U. Sommer beschäftigt sich mit dem Ein-

Prof. Dr. Till Requate, Volkswirtschaftler an der CAU Kiel. T. Requate be-

fluss des Klimawandels auf aquatische Ökosysteme und untersucht marine

schäftigt sich mit Umweltpolitik und Klimaschutz. Dabei untersucht er vor

Ökosysteme und Nahrungsnetze. Hier stehen die Wechselbeziehungen der

allem Effizienz und Wirkung von Klimapolitiken, beschäftigt sich aber auch

Arten, speziell die Konkurrenz und Ernährung, im Mittelpunkt seiner Arbeit.

mit dem Problem der Überfischung und entwickelt daraus Fischereimanage-

www.ifm-geomar.de/index.php?id=usommer

ment-Konzepte. www.bwl.uni-kiel.de/Ordnung/index.php?link=requatephp&funktion=prof

Prof. Dr. Karl Stattegger, Sedimentologe an der CAU Kiel. Änderungen des Meeresspiegels, heute und in vergangenen Zeiten, liegen im Fokus von K.

Prof. Dr. Thorsten Reusch, Meeresbiologe am Leibniz-Institut für Meeres-

Statt­­eggers Forschungsarbeiten. Weiter gilt sein Interesse der Entwicklung

wissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. T. Reusch ist Leiter der Forschungsein-

von Küsten und vorgelagerten Schelfen weltweit sowie den Mündungssyste-

heit „Evolutionsökologie Mariner Fische“. Seine Interessen liegen im Bereich

men großer Flüsse. Neben Beobachtungen und Messungen vor Ort arbeitet er

der Evolutionsbiologie und Populationsgenetik sowie der marinen Genomik.

auch an Modellen, um die Verlagerung von Sedimenten zu erforschen.

Auch untersucht er biologische Effekte des Globalen Wandels und beschäftigt

www.ifg.uni-kiel.de/381.html

sich mit mariner Invasionsbiologie und Wirt-Parasiten-Interaktionen. www.ifm-geomar.de/index.php?id=treusch

Prof. Dr. Horst Sterr, Geograph an der CAU Kiel. H. Sterr beschäftigt sich mit der Klimafolgenforschung und Küstengeographie. Dabei versucht er die Folgen

Prof. Dr. med. Philip Rosenstiel, Arzt und Molekularbiologe an der CAU

von Naturkatastrophen abzuschätzen. Außerdem untersucht er die Auswir-

Kiel und Leiter der Arbeitsgruppe „Marine Medicine/Marine Medizin“ im

kungen des Klimawandels auf Küstenregionen und Meere und beschäftigt sich

Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“. P.  Rosenstiel beschäftigt sich mit der

mit der Analyse und Kostenabschätzung zu erwartender Schäden in potentiell

klinischen Umsetzung von molekularbiologischen Forschungsansätzen. Dabei

gefährdeten Regio­nen der Erde.

untersucht er einfache marine oder aquatische Organismen hinsichtlich ihrer

www.sterr.geographie.uni-kiel.de/pages/lebenslauf.htm

Abgrenzungsmechanismen gegenüber der Umwelt. Die hier erlangten Erkenntnisse hofft er in die Therapie von Erkrankungen an Grenzflächen beim

Dr. Renate Sturm, Lebensmittelchemikerin am Institut für Küstenforschung

Menschen einbringen zu können.

des GKSS Forschungszentrums in Geesthacht, Abteilung Umweltchemie.

http://www.zmb.uni-kiel.de/institute/ikmb/rosenstielkontakt

Untersuchungen zum Vorkommen und Verbleib von organischen Schadstof­fen (POPs) in küstennahen und marinen Gebieten stehen im Fokus ihrer Arbeit.

Prof. Dr. Kerstin Schrottke, Geologin an der CAU Kiel und Leiterin der

www.gkss.de/institute/coastal_research/structure/system_analysis/KSC/staff/003381/

Arbeitsgruppe „Sea-Level Rise/Meeresspiegelanstieg“ im Exzellenzcluster

index_0003381.html.de

„Ozean der Zukunft“. Forschungsschwerpunkt von K. Schrottke sind die Küsten der Erde, insbesondere Flussmündungen und hoch dynamische Watt-

Prof. Dr. Tina Treude, Meeresbiologin und Biogeochemikerin am Leibniz-

und Steilküsten, die sich durch natürliche Kräfte, aber auch durch menschliche

Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel und Leiterin der

Eingriffe schnell und oft folgenreich ändern. Mit ihrer Arbeitsgruppe analysiert

Arbeitsgruppe „Seafloor Warming/Meeresbodenerwärmung“ im Exzellenz-

sie die Prozesse, die an den Schnittstellen Land-Meer, Süßwasser-Salzwasser

cluster „Ozean der Zukunft“. T. Treude untersucht mögliche Folgen der klima-

und Wassersäule-Sediment ablaufen, um Aussagen über Küstenentwicklung,

tisch bedingten Meeresbodenerwärmung für die Stabilität von Gashydraten

-gefährdung und -schutz treffen zu können.

und damit verbundene biogeochemische Prozesse im Meeresboden und im

www.ifg.uni-kiel.de/396.html

Wasser. Ein Schwerpunkt ihrer Arbeiten sind mikrobielle Prozesse an Kohlenwasserstoffquellen und in Sedimenten in Sauerstoffminimumzonen.

Dipl.-Volkswirt Henning Sichelschmidt, Volkswirtschaftler am Institut für

www.ifm-geomar.de/index.php?id=ttreude

Weltwirtschaft der CAU Kiel. H. Sichelschmidt untersuchte institutionelle Aspekte des Verkehrs, wirtschaftliche Effekte der Verkehrsinfrastruktur und

Prof. Dr. Athanasios Vafeidis, Geograph an der CAU Kiel und Leiter der

der Seeverkehrswirtschaft.

Arbeitsgruppe „Coasts at Risks/Küstengefährdung“ im Exzellenzcluster „Oze-

Kontakt über: [email protected]

an der Zukunft“. A. Vafeidis untersucht die Gefährdung von Küstengebieten durch Meeresspiegelanstieg und leitet die Juniorforschergruppe „Coastal Risks

PD Dr. Ursula Siebert, Tierärztin am Forschungs- und Technologiezentrum

and Sea-Level Rise“. Im Rahmen seiner Forschung beschäftigt er sich insbeson-

Westküste (FTZ) der CAU Kiel. U. Siebert untersucht die Verbreitung, den

dere mit der integrativen Analyse, Bewertung und Modellierung von Risiken

Gesundheitszustand und das Verhalten von marinen Säugetieren und Vögeln.

in Küstengebieten. Dabei werden sowohl physische als auch sozioökono-

Ihre ökologischen Studien beschäftigen sich besonders mit dem Einfluss von

mische Auswirkungen vor dem Hintergrund eines beschleunigten Meeres-

Umweltgiften auf die Organismen.

spiegelanstiegs betrachtet.

www.uni-kiel.de/ftzwest/ag7/mitarb/usiebert.shtml

www.crslr.uni-kiel.de/people.php?id=1

223

224

> Anha ng

Dipl.-Biol. Carlo van Bernem, Meeresökologe am Institut für Küstenfor-

Prof. Dr. Martin Wahl, Meeresbiologe am Leibniz-Institut für Meereswis-

schung des GKSS Forschungszentrums in Geesthacht. Seine Fachgebiete sind

senschaften IFM-GEOMAR, Kiel. M. Wahl untersucht die Lebensgemein-

die Ökologie im Wattenmeer und das Küstenzonenmanagement. Einer seiner

schaften am Meeresboden auf ihre Wechselwirkungen untereinander und mit

Forschungsschwerpunkte ist die Meeresverschmutzung durch Öleinträge.

ihrer Umwelt. Seine Interessenschwerpunkte liegen in den Bereichen Biodiversität und Globaler Wandel, Stressökologie sowie direkten und indirekten

Dr. Justus van Beusekom, Meeresbiologe am Alfred-Wegener-Institut für

Interaktionen in Ökosystemen. Zusätzlich beschäftigt er sich mit den Verteidi-

Polar- und Meeresforschung (AWI) in List/Sylt. J. van Beusekoms wissen-

gungsstrategien mariner Organismen gegen Fraß und Aufwuchs.

schaftlicher Schwerpunkt ist die Küsten­öko­logie. Dabei untersucht er die Bio-

www.ifm-geomar.de/index.php?id=mwahl

geochemie und die biologische Vielfalt der Küste unter globalen und regionalen Veränderungen, Küstensys­teme unter globalem und regionalem Druck

Prof. Dr. Klaus Wallmann, Geochemiker am Leibniz-Institut für Meeres-

und die Integration der Beobachtungen für das Küstenmanagement.

wissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel. Interessenschwerpunkte von K. Wall-

www.awi.de/People/show?beusekom

mann sind Gashydrate im Meeresboden, ihre Entstehung und Stabilität sowie kalte Quellen und Schlammvulkane am Meeresboden. Zudem untersucht er

Prof. Dr. Martin Visbeck, Physikalischer Ozeanograph und Stellvertreten-

den mikrobiellen Abbau organischer Substanzen in Meeressedimenten und

der Direktor am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR,

die Rückführung von Nährstoffen vom Sediment in das Ozeanwasser.

Kiel, und Sprecher des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“. Forschungs-

www.ifm-geomar.de/index.php?id=kwallmann

schwerpunkte von M. Visbeck sind die Ozeanzirkulation und die Klimadynamik im Atlantik. Zusätzlich ist er Mitglied in zahlreichen internationalen

Dr. Florian Weinberger, Meeresbiologe am Leibniz-Institut für Meereswis-

Arbeitsgruppen ebenso wie in der Senatskommission für Ozeanographie der

senschaften IFM-GEOMAR, Kiel. Im Fokus der Arbeit von F. Weinberger liegen

Deutschen Forschungsgemeinschaft und im Nationalen Komitee für Global

die Verteidigung und erbliche Immunität von Großalgen und die Invasionsöko-

Change Forschung.

logie der Großalgen. Er untersucht zudem die Wechselwirkungen zwischen

www.ifm-geomar.de/index.php?id=mvisbeck

eingeschleppten Makroalgen und einheimischen Artengemeinschaf­ten. www.ifm-geomar.de/index.php?id=2153&L=0

Weitere Mitarbeiter dieses Bandes: Moritz Bollmann, Institut für Volkswirtschaftslehre der CAU Dr. Rainer Froese, IFM-GEOMAR Dr. Setareh Khalilian, Institut für Weltwirtschaft Johanna Reichenbach, Institut für Volkswirtschaftslehre der CAU Dr. Jörn O. Schmidt, Institut für Volkswirtschaftslehre der CAU Dr. Rüdiger Voss, Institut für Volkswirtschaftslehre der CAU

A u t o re n u n d P a r t n e r <

Pa r t ner

Da n k s a g u n g

Ozean der Zukunft: Im Kieler Exzellenzcluster bündeln Meeres-, Geo-

Die Erstellung einer Publikation wie des „World Ocean Review“ ist in erster

und Wirtschaftswissenschaftler sowie Mediziner, Mathematiker, Juristen

Linie ein Unterfangen, das mit hohem Aufwand verbunden ist. Daher gilt

und Gesellschaftswissenschaftler ihr Fachwissen und untersuchen gemein-

mein Dank zuerst allen beteiligten Wissenschaftlern des Exzellenzclusters

sam den Ozean- und Kli­­­mawandel. Insgesamt haben sich mehr als 250 Wis-

„Ozean der Zukunft“, die sich dieser zeitintensiven Aufgabe gestellt haben

senschaftler aus sechs Fakultäten der Christian-Albrechts-Universität zu

und mit ihren wissenschaftlichen Texten ein äußerst solides und belast-

Kiel, des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), des

bares Fundament gelegt haben. Ein herzliches Dankeschön auch dem

Instituts für Weltwirtschaft (IfW) und der Muthesius Kunsthochschule

gesamten Organisationsteam des Clusters für die reibungslose Kommunika-

zusammengeschlossen.

tion und die Arbeit hinter den Kulissen.

IOI: Das International Ocean Institute wurde 1972 als gemeinnützige

Dank gebührt darüber hinaus insbesondere auch dem Wissenschaftsjour-

Nicht-Regierungsorganisation von Professor Elisabeth Mann Borgese ge­-

nalisten Tim Schröder, der den einzelnen Texten die Struktur und die allge-

grün­det. Es besteht aus einem Netzwerk von verschiedenen Niederlas-

meine Verständlichkeit gegeben hat, die es nun auch den „Nicht-Wissen-

sungen, die über die ganze Welt verteilt sind, und hat seinen Hauptsitz in

schaftlern“ ermöglicht, den roten Faden nicht aus den Augen zu verlieren.

Malta. Das IOI setzt sich für eine friedliche und nachhaltige Nutzung des

Im Zusammenwirken mit Simone Hoschack, die für die Gestaltung verant-

Ozeans ein.

wortlich war, Petra Kossmann, die die Bildredaktion innehatte, und Dimitri Ladischensky, der das Lektorat betreute, möchte ich zuletzt auch Jan Lehm-

mare: Die Zeitschrift der Meere wurde 1997 von Nikolaus Gelpke in Ham-

köster herzlich danken, der als Gesamtprojektleiter auf maribus-Seite den

burg gegründet und erscheint alle zwei Monate in deutscher Sprache. Mare

„World Ocean Review“ von Beginn an federführend begleitet hat.

rückt den Stellenwert, den das Meer als Lebens-, Wirtschafts- und Kulturraum für den Menschen bietet, in das Bewusstsein der Öffentlichkeit. Neben dem Magazin, das vielfach für seine hochwertigen Reportagen und

Nikolaus Gelpke

Fotostrecken ausgezeichnet wurde, bringt der mareverlag zweimal im Jahr

Geschäftsführer maribus gGmbH

ein Buchprogramm heraus.

225

226

> Anha ng

Quel lenver ze ic h n i s Kapitel 2

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229

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I ndex Gefettete Seitenzahlen ver weisen auf die­ jenigen Textstellen, die für das Verständnis besonders wichtig sind.

11. September 2001 174 ff. 200-Seemeilenzone 201 ff. 2500-Meter-Wassertiefenlinie 207 ff. A abiotische Bedingungen 103 Abkommen zur Erhaltung der Kleinwale in der Nord- und Ostsee, des Nordostatlantiks und der Irischen See (Agreement on the Conservation of Small Cetaceans of the Baltic, North East Atlantic, Irish and North Seas, ASCOBANS) 205 Abwässer 76 Acqua alta 64 aerob 50 Afrika 143, 174 Airgun 142 Akkumulation 61 ff. Alaska 155 Alaska-Pollak 125 Alaska-Seelachs 126 Albatross 88 Albedo 24, 59 Alexandrium 112 Algen 44, 105 f., 111 Algenblüte 76 ff., 102 ff. Alkaloide 183 Alpha Ventus 156 anaerob 50 Anomalie des Wassers 17 Anschlusszone 200 ff. Antarktis 11, 57 f. Antarktisches Bodenwasser (Antarctic Bottom Water, AABW) 18 anthropogen 107, 217 Antibiotika 186 Aquakultur 76, 110 ff., 120 f. Aquaristik 110 Ara-A 182 ff. Ara-C 182 ff. Arabinose 181 Arabische Halbinsel 174 Arabischer Golf 143 ff. Arachnoidiscus 40 ARGO 47 Arktis 49 ff., 145, 177, 208 ff. Ärmelkanal 86 Arminin 186 Arteinschleppung/-verschleppung 89, 110 ff. Asseln 115 f. Assuan-Staudamm 63 Asterias amurensis 111 Asthma bronchiale 191 Atlantik 143, 148 Atlantik-Hering 125 Atmosphäre 10, 17, 36 ff., 44 ff., 217 Atmosphäre-OzeanFlussmethode 33 Auftriebsgebiet 20 f., 76, 217 Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) 124, 201 ff. Aussüßung 102 Austern 135 Austral-Asien 143 f. Australien 148 Autonomous Underwater Vehicle (AUV) 150

autotroph 41 Azorenhoch 10, 217 B Bacteroidetes 191 Bahamas 69 Bakterien 51, 93 ff., 188 ff. Bakterienstämme 180 Ballastwasser 110 ff. Bangladesch 68 ff., 143 Barriereorgane 189 ff. Basislinie 203 ff. Baumkurre 134 Bauxit 169 Beifang 131 f. Bekämpfungsplan 97 Belgien 69 Bemessungshöhe 66 Benthische Invertebraten 40 Bergbaurecht 207 Beringsee 126 Beroe ovata 112 Bestandsdichte 126 Bikarbonat 37 ff., 51 bioaktive Substanzen 180 biochemisch 180 Biodiversität 111, 180, 217 Biodiversitätskonvention 217 biogen 96, 217 biogeochemisch 13, 47, 106, 217 biologische Vielfalt 114 ff. Biolumineszenz 189 Biomasse 44, 48, 107, 114, 142 Bioremediation 97 Biosphäre 10 f. Bioturbation 94 BIP 164 f. Blasentang (Fucus vesiculosus) 102 ff., 116 f. Bodenschätze 200 ff. Bodenwasser 152 ff. Bohrinsel 92 ff. Bohrplattform 92 ff. Borkum 157 Bornholmer Becken 137 Brandrodung 29 Brandungszone 66 Brasilien 143 ff. Bremen 69 brown tides 77 Bruttoregistertonne (BRT) 168 Bulk Carrier 167 ff. Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) 161 C Caenorhabditis elegans 190 Calanus finnmarchicus 106 Calanus helgolandicus 106 Carbon Capture and Storage (CCS) 154 Carl Sprengel 81 Carteret-Inseln 72 Caulerpa taxifolia 111 Cephalopoden 40 Chemotherapeutika 183 Cheyenne-Gasfeld 145 Chile 20, 135

China 69, 125, 142, 146 ff., 154, 158, 166 ff. Clarion-Clipperton-Zone 147 Clathrate 48 f. Clownfisch 40 ff. Cnidaria 188 f. Co-Limitierung 81 CO2-Emissionsrechte/Carbon Credits 155, 211, 217 CO2-Pumpe 107 ff. Coccolithophoriden 41 cold seeps 52 Colitis ulcerosa 191 Container 170, 174 Containerisierung 164 ff. Containerschiffe 164 ff. Containerverkehr 173 Copepoden 106 ff. Corioliskraft 20, 217 Craig-Venter-Institut 187 Crassostrea gigas 112 Crepidula fornicata 113 Crustaceen 106 Cryptothetya crypta 181 Cyanobakterien 41, 106 ff. Cytarabine® 182 D Damm 64 Dänemark 69, 156 f., 208 ff. Danziger Tief 137 Darm 186, 188 ff. Deadweight Tonnage (dwt) 166 ff. Deckschicht 18, 45 Deepwater Horizon 92 ff. Deich 64, 69 ff. Deichkrone 66 Delfine 87 f. Deltaregion 62 Deutsche Atlantische Expedition 47 Deutsche Bucht 81 Deutschland 69, 97, 143 Diatomeen 41 DIC (dissolved inorganic carbon, gelöster anorganischer Kohlenstoff) 38 Dichte 16 ff. Dichtesprung 18 Dichtesprungschicht 45 Dichteunterschied 108 Dinoflagellat 108 f. Dipol 17 Dispergatoren 93 ff. Dispersion 93 Distickstoffoxid (Lachgas) 14 DNA 181 ff. DNA-Sequenziertechniken 187 Dolabella auricularia 184 Dolastatin 10 184 Dolastatin 15 184 Donau 69 Doppelhüllentanker 92 ff. Dornhai (Squalus acanthias) 183 Dorsch 124, 136 ff. Dredge 150 Drei-Schluchten-Staudamm 64 ff. Dritte UN-Seerechtskonferenz ( Third United Nations Conference on the Law of the Sea, UNCLOS III) 200 Drosophila melanogaster 190 f.

Düngemittel 79 ff. Dynamitfischen 135 E Ebro 69 Echolot 150 Ecteinascidia turbinata 183 Ecteinascidin-743 183 f. Einspeisevergütung 157 Eisbären 84 Eisen 30, 146 Eisendüngung 30 f., 211 Eisenerz 169 Eiskern 37 Eissturmvögel 88 Eiszeit 36, 56 f. Elefantenohrschwamm (Lanthella basta) 182 Emiliana huxleyi 41 Emulsion 93 Energieverbrauch 142 England 69 Enhanced Oil Recovery 143 Enterococcus faecalis 186 Enterococcus faecium 186 Enzyme 187 Epithel 37, 188 ff. Erbgut 116, 181 ff. Erderwärmung 50, 59 Erdgas 142 ff., 152, 208 Erdöl 142 ff., 152, 208 Erdölkohlenwasserstoffe 92 ff. Erosion 61 ff. Erzschlamm 151 Escherichia coli 186 EU-Fischereiaufsichtsbehörde (EUFA) 132 EU-Kommission 132 EU-Ministerrat 132 Euprymna scolopes 189 Euripides 180 Europa 164 ff. Europäische Union 125, 170 Europäische Verkehrsministerkonferenz (European Conference of Minis­ ters of Transport, ECMT) 175 Europäischer Gerichtshof (EuGH) 132 eustatisch 56 Eutrophierung 47, 76 f., 102 ff., 108 ff., 112 f. Evolution 188 ff. Explorationslizenz 151 Extremoptimum 103 Extremwetterereignisse 67 F Fahrgastschiffe 167 ff. Fahrrinnenvertiefung 64 Fangabgabe 131 Fangaufwand 121, 127 ff., 130 ff. Fangertrag 127 ff. Fangmenge 120, 126 f., 130 ff., 136 Fangquote 130 ff. Fangquotenregelung 136 Fangtage 121, 130 ff. Fangverbotszone 137 Felderwirtschaft 63 Felsküste 94 Festgesteinsküste 62

Index <

Festlandsockel 200 ff., 208 ff. Fisch 87, 96, 120 ff. Fischbestand 120 ff., 126 ff., 130 ff., 136 ff. Fischbrut 114 ff. Fischerei 112 f., 120 ff., 127 f. Fischereiaufwand 126 ff. Fischereimanagement 124, 130 ff., 136 ff. Fischereimethode 134 Fischereinationen 122 Fischereipolitik 130 ff. Fischmehl 120 ff. Fischöl 120 ff. Fish and Chips 124 Fishing for Litter 91 Flagellat 107 f., 217 Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie (FFH-Richtlinie) 205 Flottengröße 121 Flussdelta 62 f. Flüsse 60 ff. Food and Agriculture Organization (FAO) 120 Frachtrate 168 ff. Francis Drake 174 Frankreich 158 Friend of the Sea 139 Fucus radicans 111 Fucus vesiculosus 102 ff., 116 f. G Gakkelrücken 209 f. Ganges-Brahmaputra-Delta 72 Gashydrat 48 ff., 146 Geisternetze 87 ff. Gemeinsame Fischereipolitik der Europäischen Gemeinschaft (GEP) 132 f. Gemeinschaftsressource 127 f. Genanalysetechnik 187 General Agreement on Tariffs and Trade (GATT, Allgemeines Zoll- und Handelsabkommen) 165 f. General Cargo Ships 167 ff. Genfer Seerechtskonventionen 201 ff. Genom 187 Genotyp 116 genotypische Vielfalt 116 gentechnisch 180 ff. Geo-Engineering 211, 217 Gesamtfangquote (Total allowable catch, TAC) 130 ff. Getreide 169 ff. Getreideexporteure 170 Gewässergüte 81 Gezeiten 64 ff. Gezeitenenergie 156 f. Gezeitenkraftwerk 157 Gezeitenzone 104, 217 Gletscher 56 ff., 62, 66 Gletscherschmelze 57 Global Positioning System (GPS) 169 globale Erwärmung 59 Globalisierung 164 ff., 174 GLODAP (Global Ocean Data Analysis Project) 34 Gold 146 ff. Goldenes Dreieck 143

Golf von Aden 174 ff. Golf von Mexiko 80, 92 ff., 143 ff. Golfstrom 16, 19 ff., 217 Gotlandbecken 137 Gracilaria vermiculophylla 105, 111 ff. Gradient (Temperatur-) 105, 108 Great Pacific Garbage Patch (Großer Pazifischer Müllflecken) 86 ff. Greifswald 69 Grönland 57 f., 208 Grönlandsee 16 Großbritannien 124, 156 Groundfish Fishery Management Plan (FMP) 126 Grünalge 111 Grundschleppnetz 134 ff. Grundwasserversalzung 70 GUS-Staaten 143 H Habitat 41, 114 ff., 218 Hamburg 69, 175 Hammerfest 145 Hangrutschung 52 Harmful Algal Blooms (HABs, schädliche Algenblüten) 108 f. Haupttransportrouten 170 ff. Haut 188 ff. Hawaii 158 Heilbutt-Fischerei 135 Hexachlorbenzol 84 High-Grading 131 f. HNLC-Region (high nutrient, low chlorophyll) 30 Hochdurchsatz-Screening 184 Hochwasser 67 Hoheitsmacht 202 Holobiont 190 Hongkong 65 Hormone 182 Hugo Grotius 200 ff. Hummer 96 Hurrikan 80 Hydra 186, 189 ff. Hydrogenkarbonat (HCO3–) 29 ff., 38 f. Hydrophon 142 hydrothermale Lösung 148 Hydroxide 146 I Immunerkrankung 188 Immunsystem 180 ff., 188 ff. Indien 143, 146, 154 Indischer Ozean 110, 147 individuell transferierbare Quoten (individual transferable quotas, ITQs) 130 Indonesien 86, 143 Innere Gewässer 202 Interhemisphärischer Dipol 12, 218 International Coastal Cleanup (ICC) 89 Internationale Energieagentur (IEA) 142 f. Internationale Meeresbodenbehörde (International Seabed Authority, ISA) 146 ff., 207 f.

Internationale Seeschifffahrts-Organisation (International Maritime Organization, IMO) 98, 113, 174, 207 Internationales Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung (MARPOL 73/78) 91, 98 Internationale Walfangkommission (International Whaling Commission, IWC) 204, 218 Internationaler Gerichtshof (IGH) 202 f. Internationaler Rat für Meeresforschung (International Council for the Exploration of the Sea, ICES) 113 Internationaler Seegerichtshof (International Tribunal for the Law of the Sea, ITLOS) 201 Invertebraten 39 IPANEMA 158 Iran 143 Ischia 42 Island 124 Islandtief 10, 218 ISM-Code (International Management Code for the Safe Operation of Ships and for Pollution Prevention) 98 isostatisch 56 IUU-Fischerei (illegal, unreported and unregulated) 129 J Jahrhundert-Hochwasser 67 Jangtse-Delta 64 Japan 70, 143, 154 f., 157, 204 Japanische Riesenauster 112 John Selden 200 Jungfische 136 f. Just-in-time-Produktion (JIT, bedarfsgerechte Produktion) 165, 177 K Kabeljau 120 ff. Kabeljaukriege (cod wars) 124 Kalifornien 20 Kalkalgen 41 Kalkbildung (Kalzifizierung) 38 f., 102 Kalkpanzer 38 f. Kalkskelett 40 Kaltzeit 56 Kalzifizierung 102 Kalziumionen 39, 51 Kalziumkarbonat (CaCO3) 28 ff., 39 f., 51 Kanada 158, 208 ff. Kap der Guten Hoffnung 174 Karbonat (CO32–) 29 ff. Karbonationen 32, 38 f. Karenia brevis, 108 f. Karibik 182 ff. Kasachstan 143 Kaspisches Meer 143 Kegelschnecke 182 f. Kelpwald 115 f. Kernspinresonanzspektroskopie 180 Kieler Institut für Weltwirtschaft 177 Kieselalgen (Diatomeen) 40 f., 92, 107, 218 Klebsiella oxytoca 186

Klebsiella pneumoniae 186 Klimaänderungen 10 Klimamodell 12, 19 Klimaschwankung 12, 23, 59 Klimasystem 10 ff. Klimatherapie 180 Klimawandel 28 f., 44 ff., 56 ff., 65 f., 68, 102 ff., 106, 110, 114 ff., 152 f., 211 Kobalt 147 ff. Kobaltkrusten 146 ff. Kohle 142 ff., 169 f. Kohlendioxid (CO2) 14, 25, 28 ff., 36 ff., 107, 152 ff., 211 Kohlensäure 29, 36 ff., 51 Kohlenstoff (C) 28 ff., 49, 107, 155 Kohlenstoffkreislauf 13, 28 ff., 218 Kohlenstoffpumpe 35 Kohlenstoffreservoir 28 f. Kohlenwasserstoffe 92, 142 Kommission zur Begrenzung des Festlandsockels (CLCS) 210 Komplementaritätseffekt 115 Kongo 148 Kontinentalhang 48, 152 f., 209 Kontinentalplatte 146 ff. Kontinentalrand 152 ff. Kontinentalschelf 49 Kontinentalverschiebung 11, 146 Konvektion 16 ff., 218 konventionelles Erdöl 143 Kopffüßer 40 Korallen 36, 38 ff., 66, 87, 94, 114 ff., 188 Korallenbänke 67 Korallenbleiche 190 Koralleninseln 72 Korallenriff 41, 68, 94, 136 Krebse 87, 112 f. Krebserkrankungen 181 Krebstiere 135 Kryosphäre 10 f., 218 Kunstdünger 76 Kupfer 147 ff. Kuroshio 20 f. Küstenmanagement 68 Küstenmeer 200 ff. Küstenregionen 68 ff. Küstenschutz 70 f. Küstenschutzmaßnahmen 68 ff. Küstenzonen 60 ff. Küstenzonenmanagement 73 L La Bonnardière 180 La Rance 157 ff. Labradorsee 16, 218 Ladungsbilanzen 172 f. Landeis 23 Landwirtschaft 76 Langleine 134 Leuchtqualle 108 Liberia 166 Lichtmangel 102 ff. Linienschifffahrt 170 f. Liquefied Natural Gas (LNG) 145 Lithosphäre 10 f., 62, 218 Lockergesteinsküste 61 f. Lohafex 211

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Lomonossowrücken 209 f. London 73 London Convention (LC) 211 London Protocol (LP) 211 Los Angeles 175 Lübeck 69 Lunge 188 ff. M Maasbommel 70 Magma 146 Makronährstoffe 30 f. Malaysia 143 Malediven 15, 69 Mangan 146 f. Manganknollen 146 ff., 201 ff. Mangroven 67 f., 94 mare clausum 200 mare liberum 200 f. Marine Stewardship Council (MSC) 139 MARPOL 73/78 91, 98 Marsch 67 Maschenweite 126 Massengutfrachter 164 ff. Massenschüttgüter 169 Massenstückgüter 169 ff. Massivsulfide 146 ff. MDR1-Gen (Multi Drug Resistance, MDR) 183 Medikamente 180 ff. Meereis 23, 66, 210 Meerenge 174 Meeresbergbau 146 ff. Meereserwärmung 92 ff., 105 f. Meeresschutzgebiete 92 ff. Meeresspiegel 15, 25, 56 ff., 62 ff. Meeresspiegelanstieg 14, 50, 56 ff., 62 ff., 68 ff. Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie 81 Meeresströmungen 16 ff., 86 ff. Meereswärme-Energieumwandlung (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC) 158 Meereswärmekraftwerk 156 ff. Megastädte 60 Melbourne 111 Memmert 61 Metalle 146 Meteor 47 Methan (CH4) 14, 48 ff., 152 ff. Methanhydrat 48 ff., 152 ff. Methicillin 186 Mexiko 146 MEY (Maximum economic yield) 127 ff. Miesmuschel 96 Miesmuschelbank 113 Migration 70 Mikroalge 105, 112, 114 f. Mikroplastik 87 Millionenstädte 68 Mineralische Rohstoffe 146 ff. Minimumgesetz 81 Mississippi 80 f. Mittelmeer 69, 110 Mittelozeanischer Rücken 148 Mittleres Tidehochwasser (MThw) 66 Mnemiopsis leidyi 112–113

molekularbiologisch 180 Monaco 111 Monsunregion 66 Morbus Crohn 191 MSY (Maximum sustainable yield) 126 ff., 132, 137 Müll 86 ff. Muscheln 36 ff., 80, 96, 112 f., 135 N nachhaltiges Potenzial 157 Naher Osten 143 Nährstoffe 76 ff. Nahrungskette 77, 87, 96 Namibia 20 National Academy of Sciences 86 Natura 2000 205 Nauplien 107 Nauru 148 Nesseltier (Cnidaria) 186, 188 ff. Neufundland 124 Neurodermitis 191 Neuseeland 130, 151 Nickel 147 ff. Niederlande 69, 156 Niger-Delta 62 Nil 63 Nitrat 30, 47 Nizza 65 Nodularia spumigena 109 Nordamerika 164 ff. Nordatlantik 34 Nordatlantische Oszillation (NAO) 10, 34, 218 Nordatlantisches Tiefenwasser (North Atlantic Deep Water, NADW) 18 Nordostatlantik 91 Nordostatlantische Fischereikommission (North East Altlantic Fisheries Commission, NEAFC) 136 Nordostpassage 25, 177, 208 ff. Nordpazifik 30, 86 ff. Nordsee 66 f., 79, 89, 94, 110 f., 143 ff. Nordseeanrainer 97 Nordseeküste 69 Nordwestpassage 177, 208 ff. Nordwestpazifik 125 Normalnull (NN) 67, 218 North American Free Trade Agreement (NAFTA, Nordamerikanisches Freihandelsabkommen) 165 f. Norwegen 145, 157, 208 Nukleinsäuresynthese 181 Nukleoside 181 O Oberflächenwasser 18, 107 Oculina patagonia 38 Oder 69 Offshore 142 ff. Offshore-Windpark 156 ff. Offshoring 165 Ökoregion 110 Ökosystem 114 ff. Ökosystemleistung 114 Öl 92 ff., 170 Ölbarriere 97 Ölförderung 142

Ölpest 92 Ölskimmer 97 Ölteppich 92 ff. Ölunfälle 92 ff. Ölverschmutzung 92 ff. Oregon 47 Organisation für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD) 82, 165, 176 Oscillating Bodies 157 Oscillating Water Column 157 Osilinus turbinata 42 Oslo-Paris-Konvention (OSPAR) 91 Oslofjord 158 Osmosekraftwerk 156 ff. Ostafrika 175 Ostpazifik 30 Ostpazifischer Rücken 147 f., 218 Ostsee 66 f., 80, 104, 107 ff., 110 f., 137 Ostseeküste 69 Otter 87 Outsourcing 165 Overtopping 157 Oxidation 50 ozeanischer Bergrücken 209 Ozeanversauerung 31 ff., 36 ff., 51, 102, 153 P Panama 166 Pantoffelschnecke 113 Papua-Neuguinea 151 Partialdruck 33 Passat 20 f., 218 Patent 187 Pazifik 34, 201 Peak Oil 143 Pedosphäre 10 f., 218 Pelagia noctiluca 108 Pelagisches Schleppnetz 134 Pelagisches System (Pelagial) 106, 218 Peptide 182 ff., 188 Perfluoroctansulfonat (PFOS) 83 Permafrostboden 49 ff., 66 Persischer Golf 143 Peru 125, 147 pH-Wert 35, 36 ff., 102 phänotypische Plastizität 103 Pharmaindustrie 184 ff. Philippinen 166 Phosphat 30, 47, 76 ff., 169 Phosphor 114 Photooxidation 93 Photosynthese 44, 115 Phytoplankton 41, 76 f., 106 ff., 114 Phytoplankton, Frühjahresblüte 106 ff. Pipeline 145 Piraterie 174 ff. planetare Wellen 22 Plankton 106 ff., 152, 219 Planktonblüte 104 Planktonkreislauf 106 f. Plastikmüll 86 ff. Plate 94 Platin 147 f.

Po-Delta 69 polychlorierte Biphenyle (PCB) 82 polyfluorierte Verbindungen (polyfluorinated compounds, PFCs) 83 POPs (persistent organic pollutants) 82 Population 103, 106, 110 ff., 120 ff., 219 Port Philipp Bay 111 Portugal 125, 157 Prialt® 182 Prielsystem 94 Primärproduktion 41, 63, 81, 114, 211, 219, Primärproduzenten 44, 219 Produktentanker 170 Prospektion 142 Prostaglandine 182 Proteobacteria 191 Protonenkonzentration 36 Q Qingdao 77 Quallen 186, 188 R Randmeer 152 ff. red tides 77 Regenerationszeit 97 Regenerative Energien 156 ff. Remotely Operated Vehicle (ROV) 150 Respiration 107 ff. Reuse 134 Rhein 79 Rhône 69 Ribose 181 Riff 114 ff. Riffbildung 39 Ringwade 134 Rippenqualle 112 f. Risikogen 191 Risikokultur 70 Robbe 87, 96 Roll-on/Roll-off-Schiffe (Ro-Ro Ships) 169 Rømø 61 Rostock 69 Rotalge 105 Rotbarsch 120 Rotes Meer 151 Rotterdam 73 Ruderfußkrebs 106 ff. Russland 142 f., 148, 158, 208 ff. S Stockholmer Übereinkommen 84 Saatauster 112 f. Saint Malo 157, 157 ff. Salzmarsch 68 Salzwiese 69, 94 San Francisco 110 ff. Sandküste 94 Sandstrand 94 Sardelle 125 Sargassum muticum 111 Satellit 13, 47 Satellitenaltimetrie 57 Sauerstoff (O2) 44 ff., 51, 77

Index <

Sauerstoffmangel 45 ff., 80, 109, 137 Sauerstoffminimumzone 31, 46 f. Säure-Base-Haushalt 36 ff. Säure-Base-Regulation 37 ff. Schelf 146, 152 ff., 219 Schelfeis 59 Schelfgebiet 209 Schiffsbohrwurm 110 Schiffsmaße 168 Schiffsregister 166 ff. Schiffstankreinigung 92 Schiffsverkehr 64 Schildkröten 87 f., 94 Schleppnetzfischerei 114 Schmelzwasserpuls 56 f. Schnecken 42, 96, 112 f., 114 ff. Schottland 157 Schulp 39 Schuppenflechte 191 Schutzgebiet 136 ff. Schwamm 87, 181 ff., 188 Schwarzer Raucher 148 f. Schwarzes Meer 69, 112 Schweden 156 Schwefelwasserstoff (H2S) 51 Schweinswal 204 Schwermetalle 92 Seaflow 158 SeaGen 158 Sebastes flavidus 115–116 Sediment 60 ff., 152 ff. Sedimentation 93 Seeanemone 41, 188 Seegras 114 f. Seegraswiese 42, 68, 77 ff., 114 ff. Seehandelsrecht 200 Seehund 88 Seehundsterben 82 Seeigel 36, 87, 135 Seekuh 88 Seeotter 117 Seerecht 200 ff., 208 ff. Seerechtsübereinkommen (SRÜ) 200 ff., 208 ff. Seestern 111 Seeverkehr 164 ff. Seevögel 88 Seevölkerrecht 200 ff. Selektionseffekt 116 Senke 14, 29 ff., 219 Sensitivitätsabstufung 94 Sepia officinalis 39 Sepsis 186 Sequestrierung 30 f. Serin-Protease 186 Silikate 146 Singapur 175 Skalenerträge, zunehmende 165 Somalia 175 Sorbicillacton 183 ff. South Pars/North Field 143 Spanien 125, 157 ff. Sperrwerk 70 Spezialschifffahrt 172 Spitzbergen 153 Spongothymidin 181 Spongouridin 181 Springtide 66 Sprotte 125

Sprungschicht 105, 108 Spurengas 14 Squalamin-Lactat 183 Staphylococcus aureus 186 Staudamm 61 ff. Steilküste 62 Stellnetz 134 Stickstoff (N) 76 ff., 92, 114 Stoffwechsel 36 ff., 40, 188 Strandaufspülung 64 Strandkrabbe (Carcinus maenas) 112 Strangford Narrow 158 Stratifizierung 80 Stratosphäre 219 stratosphärisch 13 Stress 40, 102 ff., 117 Stressor 102 ff. Strömungsenergie 156 ff. Stückgutschiffe 166 ff. Sturmflut 61 ff. Substrat 104, 110, 219 Subtropen 18 Subvention 129, 132 Südchinesisches Meer 143 Südkorea 154, 158 Südostasien 79, 143 ff. Südostpazifik 125 Südozean 30 Südpazifik 148 Südpolarmeer 34 Südwestpazifik 148 Suezkanal 110 Sulfat (SO42–) 51 Sulfidschlamm 146 ff. Superorganismus 190 Süßwasserbilanz 66 Süßwasserpolyp 188 ff. Sylt 65, 69 T Taiwan 154 Tanker 92 ff., 164 ff. technisches Potenzial 157 Tellur 147 Temperaturanomalie 12 Teredo navalis 110 territoriale Nutzungsrechte (territorial use rights in fisheries, TURF) 135 Terrorismus 174 ff. Tetrapode 69 TEU (Twenty-foot Equivalent Unit, Standardcontainer) 168 ff., 175 Thalassotherapie 180 Thermodynamik 23, 219 thermohaline Zirkulation 16 ff., 219 Tianjin 65 Tidehochwasser 66 Tidenhub 64 Tiefendrifter 47 Tiefenwasser 16, 34, 45, 109 Tiefsee 146 f. Tiefseebergbau 202 Tiefseewirbel 20 Tintenfisch 39, 189 Titan 146 Todeszone 46 f. Tonga 148 Tonnen-Seemeilen (tsm) 168 ff. Torrey Canyon 92

Trabectedin 183 Transportkosten 164 Treibhauseffekt 15, 17, 19, 50, 56, 219 Treibhausgas 36, 50, 152 Trockenladungen 168 ff. Tropen 18 Tsunami 52, 65 Tundra 52 U Überdüngung 76 ff. Überfischung 109, 120 ff., 126 ff. Überflutung 64 ff. Überweidung 63 Umsiedlungsmaßnahmen 68 Umwelt- und Raumplanung (Marine Spatial Planing) 157 Umweltflüchtlinge 73 Umweltprogramm der Vereinten Nationen (United Nations Environment Programme, UNEP) 89 Umweltverträglichkeitsprüfung 148, 205 Umweltverträglichskeits­­­gutachten 157 UN-Kommission zur Begrenzung des Festlandsockels (Commission on the Limits of the Continental Shelf, CLCS) 207 United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD, Konferenz der Vereinten Nationen für Handel und Entwicklung) 165 United Nations Convention on the Law of the Sea (UNCLOS, UN-Seerechtskonferenz) 146 ff., 219 unterseeische Erhebung 209 unterseeischer Bergrücken 209 Unterwasser-Rotoren 158 US-amerikanische Nahrungs- und Arzneimittelbehörde (Food and Drug Administration, FDA) 182 USA 97, 142 f., 166 ff., 175 f. V Vancomycin 186 Venedig 64, 69, 73 Versalzung 102 Versauerung 31, 36 ff., 51, 102, 153 Verschmutzung 92 ff. Vessel Detection System (VDS, Schiffsortungssystem) 136 Vessel Monitoring System (VMS, Schiffsüberwachungssystem) 136 Vibrio fischeri 189 Vidarabin® 182 Vietnam 69 Viren 188 Voluntary Observing Ship 33 Vulkan 148 W Waldrodung 63 Walfang 204 Warft 70 Wärmekapazität 17 Wärmeleitfähigkeit 11 Wärmetransport 22 f. Warmzeit 56

Waschmittel 79 Wasser-in-Öl-Emulsion 93 Wasserbau 64 Wasserknappheit 66 Wasserrahmenrichtlinie 81 Wasserstoffion (H+) 38 Wasservögel 96 Wattenmeer 81, 94 Wattfläche 69 Wattwurm 96 Weichböden 94 Weichmacher 87 Weichsel 69 Weidegänger 115 f. Wellenbrecher 62 Wellenenergie 156 f. Weltbank 129 Weltgipfel für nachhaltige Entwicklung (World Summit on Sustainable Development, WSSD) 126 Welthandel 164 ff. Welthandelsflotte 167 ff. Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 57 f. Wert-Gewicht-Relation 164 Westafrika 143 ff. Westantarktis 59 Wetter 10 Windenergie 156 Windenergieanlage (WEA) 156 Windenergiepark 60 Wirkstoff 180 ff. Wirt 190 Wirtschaftskrise 164 ff. World Trade Organization (WTO, Welthandelsorganisation) 165 f. Würmer 96 WWF 139 Y Yondelis® 183 Z Zaire 148 Zertifizierung 136 ff. Ziconotid 182 ff. Zink 148 Zinn 146 Zooplankton 45, 76 f., 106 ff., 113 Zwischenoptimum 103 Zwischenwasser 34, 45 Zwölf-Seemeilen-Zone 91 Zytostatikum 182

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Abbi ldu n g s ver ze ic h n i s Umschlagabbildung: mauritius images/Bluegreen Pictures, S. 2: plainpicture/

com, S. 118–119: Arctic- Images/Corbis, Abb. 6.1: nach Quaas, FAO Fishstat,

Daniela Podeus, S. 6 v.o.n.u.: Nick Cobbing, Steve Gschmeissner/Science Photo

Abb. 6.2: imago/Xinhua, Abb. 6.3: nach FAO Fishstat, Abb. 6.4: nach FAO,

Library/Agentur Focus, Seth Resnick/Getty Images, U. S. Coast Guard/digital

Abb. 6.5: nach FAO Fishstat, Abb. 6.6: nach FAO Fishstat, Abb. 6.7: links: dpa

version by Science Faction/Getty Images, David B. Fleetham/SeaPics.com, S. 7

Picture-Alliance/PA, rechts: dpa Picture-Alliance/UPI, Abb. 6.8: nach Quaas,

v.o.n.u.: Arctic- Images/Corbis, Steve Bloom/Getty Images, Justin Guariglia/

FAO Fishstat, Abb. 6.9: nach FAO Fishstat, Abb. 6.10: nach Quaas, Abb. 6.11:

Corbis, 2009 George Steinmetz/Agentur Focus, US Navy/action press, S. 8–9:

Jean Gaumy/Magnum Photos/Agentur Focus, Abb. S. 129: nach Quaas,

Nick Cobbing, Abb. 1.1: nach Meincke und Latif (1995), Abb. 1.2: maribus,

Abb. 6.12: Pierre Tremblay/Masterfile, Abb. 6.13: nach Quaas, Abb. S. 133:

Abb. 1.3: NASA Goddard Institute For Space Studies, Abb. 1.4: nach IPCC

nach Quaas, Abb. 6.14: maribus, Abb. 6.15: M. Tristao/UNEP/Still Pictures/

(2001), Abb. 1.5: action press/Ferrari Press Agency, Abb. 1.6: maribus, Abb. 1.7:

OKAPIA, Abb. 6.16: nach Rudi Voss/Bastian Huwer, DTU-Aqua, Abb. 6.17:

maribus, Abb. 1.8: nach Meincke et al. (2003), Abb. 1.9: NASA, Abb. 1.10:

Peter Verhoog/Foto Natura/MINDEN PICTURES/Getty Images, Abb. 6.18:

maribus, Abb. 1.11: nach Barnier et al. (1994), Abb. 1.12: nach Trenberth und

www.msc.org, S. 140–141: Steve Bloom/Getty Images, Abb. 7.1: nach Bundes-

Solomon (1994), Abb. 1.13: [M], Bryan & Cherry Alexander/Arcticphoto/laif,

anstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Abb. 7.2: nach Bundesan-

S. 26–27: Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Agentur Focus, Abb. 2.1:

stalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Abb. 7.3: nach Bundesanstalt

nach IPCC (2007), Abb. 2.2: dpa Picture-Alliance/DB Philipp Assmy/Awi,

für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Abb. 7.4: nach Petersen, S. 147:

Abb. 2.3: Stephan Köhler/Zoonar, Abb. 2.4: nach Sabine et al. (2004), Abb. 2.5:

Manganknolle: Charles D. Winters/NatureSource/Agentur Focus, Abb. 7.5:

Nicolai, IFM-GEOMAR, Abb. 2.6: oben: Martin Hartley/eyevine/interTOPICS;

MARUM, Universität Bremen/MARUM, University of Bremen, Abb. 7.6: mari-

links: mauritius images; Mitte: Carmen Jaspersen/picture- alliance/dpa; rechts:

bus, Abb. 7.7: nach Klauda & Sandler (2005), Abb. 7.8: http://de.wikipedia.org/

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Reproduktion, Übersetzung in fremde Sprachen, Mikroverfilmung und

bell/NHPA/Photoshot/dpa Picture-Alliance, Abb. 5.3: maribus, Abb. 5.4:

elektronische Verarbeitung sowie jede andere Art der Wiedergabe nur mit

nach Wahl, Abb. 5.5: nach Sommer, Lengfellner et al. (in prep.), Abb. 5.6:

schriftlicher Genehmigung der maribus gGmbH. Sämtliche grafischen

David B. Fleetham/SeaPics.com, Abb. 5.7: www.learner.org/jnorth/tm/mana-

Abbildungen im „World Ocean Review“ wurden von Walther-Maria Scheid,

tee/RedTide.html, Abb. 5.8: Arco/NPL Kim Taylor, Abb. 5.9: nach Molnar et al.

Berlin, exklusiv angefertigt. Im Abbildungsverzeichnis sind die ursprünglichen

(2008), Abb. 5.10: nach Molnar et al. (2008), Abb. 5.11: David Wrobel/SeaPics.

Quellen aufgeführt, die in einigen Fällen als Vorlage gedient haben.

Impressum Gesamtprojektleitung: Jan Lehmköster Redaktion: Tim Schröder

)6&/DEHO'UXFNKDXV%HUOLQ0LWWH*PE+ Lektorat: Dimitri Ladischensky

Redaktionsteam Exzellenzcluster: Dr. Kirsten Schäfer, Dr. Emanuel Söding, Dr. Martina Zeller

Gestaltung und Satz: Simone Hoschack 0,;     Bildredaktion: Petra Kossmann



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Grafiken: Walther-Maria Scheid Druck: Druckhaus Mitte Papier: Recysatin, FSC Zertifiziert ISBN 978-3-86648-000-1 Herausgeber: maribus gGmbH, Pickhuben 2, 20457 Hamburg www.maribus.com

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klimaneutral gedruckt

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