21.03.2014, 15:26 Uhr | 0 |

Projekt Geotraces 3D-Atlas zeigt Verschmutzungen in den Weltmeeren

Der Umweltfrevel der Vergangenheit hat deutliche Spuren in den Meeren der Welt hinterlassen. Das zeigt jetzt erstmals ein 3D-Atlas, der die Verteilung von 200 Elementen darstellt. Anhand des Beispiels Blei beweist er aber auch, dass Umweltauflagen wirken. 

Der neue 3D-Atlas des Alfred-Wegener-Instituts
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Eine Grafik aus dem neuen 3D-Atlas des Alfred-Wegener-Instituts. Sehr deutlich zu erkennen ist das rot eingefärbte Band, das auf erhöhte Bleikonzentration hinweist. Diese gehen auf Emissionen aus Autoabgasen in Europa und Nordamerika zurück, die vor der Einführung bleifreien Benzins in die Umwelt gelangten. 

Foto: Alfred Wegener Institut

Es ist das viele Blei aus dem Benzin, das im digitalen 3D-Atlas „Geotraces“ eine ziemlich deutliche Spur hinterlassen hat. Auf der Karte ist eine breite rote Fahne in 500 bis 2.000 Metern Tiefe quer durch den Atlantischen Ozean zu sehen, die vermutlich einen großen Teil des Bleis abbildet, das vor der Einführung bleifreien Benzins in Nordamerika und Europa aus den Auspuffrohren der Autos kam.

„Wir finden beim Blei aber nicht nur die Spuren vergangener Umweltverschmutzung, wir können ebenfalls sehen, dass umweltpolitische Gegenmaßnahmen Wirkung zeigen“, sagt der Entwickler des 3D-Atlas, Dr. Reiner Schlitzer vom Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut.

3D-Atlas beweist Erfolg der Umweltauflagen 

Oberhalb von 500 Metern enthalten die Wasserschichten wesentlich geringere Bleikonzentrationen. Die dunkelrote Fahne verblasst, geht über in ein kleines gelbes Band und dann in ein grünes Feld. So wird sichtbar, dass das Blei im Ozean verschwindet, je näher man der Wasseroberfläche kommt.

Dieses Blei geriet erst nach dem Verbot bleihaltigen Benzins über den atmosphärischen Austausch in den Ozean und hat sich mit den tiefer liegenden Wasserschichten noch nicht vermischt. So lässt sich nachweisen, dass in jüngerer Zeit weniger Blei in das Meer gespült wurde. Ein echter Erfolg der Umweltschutzbemühungen, der in diesem Ozeanatlas jetzt erstmals sichtbar gemacht worden ist.

„Insgesamt sprechen wir hier von sehr geringen Konzentrationen in einer Größenordnung von etwa einem Teil Blei auf tausend Milliarden Teile Wasser“, erläutert Schlitzer und betont, dass die im Atlantik gemessenen Bleikonzentrationen keine unmittelbare Umweltgefährdung darstellen. Die geringen Nachweismengen verdeutlichen vielmehr den enormen analytischen Aufwand, der für ein solches Projekt erforderlich ist und der nur in einem großen Forschungsverbund realisiert werden konnte.

Forscher untersuchen über 25.000 Wasserproben 

„Weltweit gibt es nur wenige hoch spezialisierte Labore, die einzelne Spurenstoffe in derart geringen Konzentrationen zuverlässig messen können“, sagt Schlitzer und ergänzt: „Es sind nicht nur sehr anspruchsvolle, sondern auch sehr viele Analysen nötig, um einen solchen Atlas der Weltmeere erstellen zu können.“

In der Tat ist die Datenfülle ziemlich eindrucksvoll: Bisher haben die Forscher mehr als 25.000 Wasserproben aus unterschiedlichen Tiefen von etwa 800 Messstationen auf über 200 Stoffe untersucht. Es waren 15 Schiffsexpeditionen erforderlich, um die Daten zu erheben. Und das ist nicht das Ende, weitere werden folgen.

Crème de la Crème der deutschen Meeresforschung beteiligt sich an Geotraces

Am Geotraces-Projekt arbeitet die Crème de la Crème der deutschen Meeresforschung mit: Neben dem Alfred-Wegener-Institut sind noch das Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel, das Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, das Institut für Chemie und Biologie des Meeres an der Universität Oldenburg und das Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie beteiligt.

Insgesamt arbeiten derzeit über 30 Institute aus zehn Ländern in einem weltumspannenden Kraftakt, um Quellen, Senken und Verbreitungswege von über 200 verschiedenen Substanzen im Meer aufzuspüren und sichtbar zu machen. Neben den Schwermetallen wie Blei und Cadmium sind das auch Spurenelemente wie Eisen, aber auch Salze und radioaktive Isotope.

Neue Erkenntnis: Eisen gelangt im Umfeld der Seeberge ins Meer

Geotraces liefert völlig neue Erkenntnisse darüber, wie und wo Elemente in den Ozean gelangen und welche Wege sie zurücklegen. Am Beispiel Eisen – ein wichtiger Nährstoff im Ozean und für Mikroorganismen häufig ein Mangelelement – zeigt der Atlas, dass im Umfeld von Seebergen auf dem Mittelatlantischen Rücken oder am Kontinentalschelf Weltafrikas sehr viel dieses Nährstoffes in den Ozean eingetragen wird. Bisher galten Staubeinträge von Land als die bedeutendste Eisenquelle im Meer.

Oder Cadmium: Eine recht hohe Konzentration dieses giftigen Schwermetalls in einem Band entlang der südamerikanischen Küste ist nach den Erkenntnissen der Geotrace-Daten nicht die Folge eines Umweltfrevels der Küstenstaaten. Das Schwermetall spiegelt hier nur die Ausbreitungsmuster verschiedener Meeresströmungen wider. Die Cadmium-Verteilung ähnelt nämlich der des Nährstoffes Phosphat, was auf eine Cadmiumaufnahme durch Algen hinweist. Alles ganz normal also im Spiel der Strömungen.

3D-Atlas steht auch im Internet

Ziel dieses neuen elektronischen Atlas ist es, weltumspannende Zusammenhänge in den Ozeanen auf einen Blick erkennbar zu machen. Deswegen ist er jetzt im Internet frei verfügbar. Und noch mehr: „Durch regelmäßige Vergleiche werden wir künftig auf einfache Art erkennen können, wie der Klimawandel oder auch menschliche Emissionen die Verteilung von Nähr-, Schad- und anderen Spurenstoffen im Ozean verändert“, resümiert Schlitzer. Sein Blick fällt dabei auf langsam rotierende 3D-Animationen von Eisen-, Blei- und Mangan-Konzentrationen im Arktischen Ozean. 

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Von Detlef Stoller
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