In der letzten Zeit schreibe ich häufiger über Seegräser und Großalgen im Meer und ihre „Ökosystemdienstleistungen“. Dabei bin ich auf die Begriffe „Sequestrierung“ und „Blue Carbon“ gestoßen und möchte sie in diesem Beitrag etwas bekannter machen. Sie werden nämlich zunehmend wichtig für uns.

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“Eelgrass” (Seegras) ( (C) Ronald C. Phillips PhD.)

Seegräser und Großalgen

Seegräser sind echte Blütenpflanzen, die heute in unseren Meeren leben. Dass sie auch in der Ostsee regelrechte Unterwasser-Wiesen bilden, ist nicht vielen Menschen bekannt. Welche wichtige Rolle sie im Kohlenstoff- und Sauerstoff-Kreislauf übernehmen, welche anderen wichtigen Funktionen sie noch haben und dass sie darum unbedingt geschützt werden müssen, ist noch weniger Menschen bewusst.
Unser Ostsee-Seegras ist Zostera, im Mittelmeer ist Posidonia das wichtigste Seegras, daneben gibt es noch andere Arten. In der Ostsee schlängeln sich in ihnen die mit den Seepferdchen verwandten Seenadeln und Schlangennadeln. Im Mittelmeer habe ich in Seegraswiesen ein buntes Ökosystem bei meinen ersten Tauchversuchen beobachtet, vor Brest in der Bretagne tummelten sich sogar Große Tümmler über diesem für sie reich gedeckten Tisch.

Großalgen-Bestände sind Unterwasserwälder und ebenfalls Hot Spots der Biodiversität, Lebensraum und Kinderstube für viele andere Arten und ein wichtiger Küstenschutz. In Deutschland gibt es große Algendschungel nur im Helgoländer Felswatt. Ansonsten wachsen sie auf dem gesamten europäischen Schelfrand von Portugal bis Norwegen.

Seegräser und Algen haben vieles gemeinsam – beide sequestrieren wirkungsvoll Kohlenstoff und sind damit Blue Carbon-Pflanzen. Im Kampf gegen den Klimawandel sollten wir ihnen mehr Aufmerksamkeit schenken und sie besser schützen. Oder sie sogar aufforsten und neue Wiesen und Wälder vor den Küsten anlegen.

Kohlenstoff-Sequestrierung

Die Ozeane sind eine der größten Kohlenstoffsenken der Erde, sie absorbieren jährlich etwa 25 Prozent des ausgestoßenen Kohlenstoffs. Besonders effektiv sind dabei die großen Pflanzenbestände der Seegraswiesen, Mangrovenwälder und Salzmarschen sowie, nach neuen Ergebnissen, auch die Großalgenbestände. Rot- und Braunalgen werden heute nicht mehr den Pflanzen zugerechnet, sondern sind „Photosynthese betreibende Organismen“. Der Grund dafür ist, dass sie andere Photosynthese-Pigmente haben und zu einer anderen evolutionären Linie gehören.

Landpflanzen nehmen CO2 aus der Atmosphäre auf, nach ihrem Absterben wird der Kohlenstoff durch die bakterielle Zersetzung wieder frei und entweicht in die Atmosphäre.
Meeresgewächse hingegen speichern viel Kohlenstoff in ihren Wurzelballen, der auch nach ihrem Absterben zum größten Teil im Sediment verbleibt. Im sauerstoffarmen Meeresboden ist die Bakterienaktivität so gering, dass Kohlenstoff dort über Jahrhunderte oder Jahrtausende sicher eingeschlossen bleiben kann – er wird sequestriert. Sequestriert bedeutet, dass er fest gebunden und sicher eingelagert wird. Ein Forscherteam um die dänische Blue Carbon-Expertin Dørte Krause-Jensen hat nachgewiesen: Je weniger Sauerstoff im Sediment ist, desto mehr CO2 speichert es.

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Estimates (2009) of the economic value of blue carbon ecosystems per hectare. Based on data from: Nellemann C., et al. (eds) Blue Carbon. A Rapid Response Assessment. United Nations Environment Programme (GRID-Arendal, 2009). This report was the first to use the term ‘blue carbon’

Blue Carbon – Blauer Kohlenstoff

„Blue Carbon“ heißt die Klimaschutzleistung von Seegraswiesen, Mangrovenwäldern und Salzmarschwiesen. Seegräser wachsen auf weichem Sediment wie Sand und Schlamm, darum sequestrieren sie ohne Zweifel viel Kohlenstoff und gehören zu den Blue Carbon-Pflanzen. Blue Carbon bedeutet dabei, dass es um Meeres-Organismen geht.

Großalgenbestände hingegen haben keine Wurzelballen oder Rhizome, sondern bilden Haftscheiben mit Krallen aus, die feste Böden als Untergrund brauchen. Gerade Brauntange oder Kelpe können viele Meter lang werden, die Strömungen üben so starke Zugkräfte auf die „Blätter“ aus, dass sie aus weichen Böden einfach herausgerissen würden. Darum wachsen Großalgen immer sicher verankert auf festem Untergrund wie Steinen, Felsgrund oder auch Mauern. Deshalb Darum war lange umstritten, ob sie auch Kohlenstoff einfangen können.

Die Algen-Experten Dørte Krause-Jansen und Carlos M. Duarte  hatten 2016 dann nachgewiesen, dass Großalgen trotzdem wirksam Kohlenstoff sequestrieren: Wind- und Meeresströmungen befördern abgerissene und abgestorbene Algenteile bis in die Tiefsee. Mit ihren luftgefüllten Blasen driften sie zunächst über weite Entfernungen hinweg über den Rand des Kontinentalschelfs und versinken nach dem Platzen der Gasblasen bis in die Tiefsee. Durch diesen Transport-Mechanismus  werden insgesamt 90% ihrer Reste in den schlammigen Tiefseeböden eingelagert. Da alle organischen Partikel in den Ozeanen, die nicht vorher gefressen werden, auf die Böden der Tiefsee sinken, sind diese fast überall mit einer dicken Sedimentschicht bedeckt. Dort können die Algenteile genauso wie andere organische Partikel wie Tierleichen und Kotbrocken sequestriert werden.

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Kommentare (10)

  1. #1 E.Walter
    25. Oktober 2021

    Schützenswerte Ökosysteme, die die meisten Landbewohner viel zu wenig auf dem Schirm haben. Aber wie gut sind sie langfristig als Kohlenstoffsenke (also zur Speicherung von “Blue Carbon”) wirklich geeignet? Sie gehen teileweise ja schon jetzt durch die Meereserhitzung zugrunde ( https://de.wikipedia.org/wiki/Marine_Hitzewelle ) – fehlt das noch unter bei der Bedrohung durch menschliche Aktivitäten oder ist die Meeereserwärmung im Vergleich zur Fischerei, mechanische Erwärmung und Abwässer für diese Ökosysteme (noch) von untergeordneter Bedeutung?

  2. #2 E. Walter
    25. Oktober 2021

    Fehlt bei den menschlichen Aktivitäten, die die Ökosysteme bedrohen, nicht der Klimawandel selbst ( https://de.wikipedia.org/wiki/Marine_Hitzewelle ) oder ist der gegenüber Fischerei, mechanischer Zerstörung und Abwassereinleitung (noch) von untergeordneter Bedeutung?

    • #3 Bettina Wurche
      26. Oktober 2021

      @E. Walter: Die Ozeanerwärmung hat in diesem Kontext nicht die oberste Priorirät. Ich habe es im Text oben gerade ergänzt: “Die Erwärmung der Meere kommt noch dazu, allerdings weichen ihr die Pflanzen- und Großalgenbestände aus: Die Bestände “wandern” allmählich nach Norden bzw. nach Süden in kühlere Gewässer. Bei Meeren mit einer Nord-Südausrichtung wie dem Atlantik und Pazifik verlagern sich die Bestände entlang der Festlandsockel in Richtung der Pole, bei Großalgen ist diese Migration gut untersucht. In Meeren mit Ost-West-Ausdehung ist das nicht möglich, dann müssen sich die Pflanzen und Algen anpassen oder sie verschwinden.
      Diese Lebensräume werden also durch die Meereserwärmung nicht vollständig verschwinden, sondern sich zumindest teilweise eher verlagern. Damit fallen allerdings ihre Ökosystem-Dienstleistungen von Biodiversitäts-Hot Spots bis zu Küstenschutz für manche Küsten zukünftig weg, mit aller Konsequenzen für die dort lebenden Menschen wie Nahrungsmangel udn Sturmschäden.”
      Mehr dazu wird in meinem Bild der Wissenschaft-Artikel der Januar 20222-Ausgabe stehen.
      Korrektur: Es ist doch nur die 2022-Ausgabe : )

  3. #4 Omnivor
    Am 'Nordpol' von NRW
    25. Oktober 2021

    [blockquote]Je weniger Sauerstoff im Sediment ist, desto mehr CO2 speichert es.[/blockquote]
    Das sind aber nicht die berüchtigten, sauerstofffreien “toten Zonen”?

    • #5 Bettina Wurche
      26. Oktober 2021

      @Omnivor: Steht so im verlinkten Paper `drin: “Slow and incomplete anaerobic decomposition suggest that the potential for long-term burial and sequestration of kelp carbon will be enhanced if detritus is exported to nearby deep areas with permanent or periodic hypoxia near the bottom.” Das würde ich übersetzen mit: Je sauerstoffärmer und Toter das Sediment, desto besser die Sequestrierung. Organismen würden den Kohlenstoff ja wieder durch Stoffwechselprozesse wie fressen, kacken und wühlen aus dem Sediment in Umlauf bringen.
      https://www.int-res.com/abstracts/meps/v660/p53-67/

  4. #6 Folke Kelm
    Schweden. Wieder in der Kälte
    26. Oktober 2021

    #4
    Doch Omnivor, genau die sind es. Wenn Du dir anschaust wo das ganze Öl letztlich wirklich herkommt sind es genau diese fein- bis feinstkörnigen Sedimente der tieferen Becken die sich mit organischem Detritus angefüllt haben, gar keine Biosignaturen von grabenden Organismen haben und sich auch durch hohen Sulfidanteil auszeichnen. Sauerstoffreies Milieu (ich hasse die 3 f, bin halt altmodisch) ist dafür absolute Voraussetzung, sonst geht der Kohlenstoff wieder in den Kreislauf. Einzellige Algen oder andere Algen sind der Hauptlieferant des Kohlenstoffs. Es gibt aber auch Sedimente mit völlig abgefahrener Chemie die auf Ansammlung von primitiven Chordatieren hindeuten (hoher Vanadiumanteil)
    #3
    Aha, du bist also auch so eine mit langfristiger Planung wie meine Schulkameradin Beate. Die altert einfach nicht und deshalb hab ich mit ihr in 9990 Jahren ein Date abgemacht. Ich bin mir aber jetzt nicht ganz sicher ob ich die 18200 Jahre bis zur Januarausgabe schaffe

    • #7 Bettina Wurche
      26. Oktober 2021

      @Folke Kelm: Vanadium? Das ist wirklich abgefahren!

  5. #8 Folke Kelm
    Schweden, Regenwetter
    27. Oktober 2021

    Da gibts irgendwo, ich hab vergessen wo, ein Erdöl, dass man so gar nicht ordentlich raffinieren kann ohne vorher das Vanadium abzuscheiden, weil das sonst die Katalysatoren zerstören würde. Das ist wirklich abgefahren.
    Man kann anhand von der Zusammensetzung des Öles ungefähr auf den Ursprung schliessen, und bei diesen hoch-Vanadium Ölen geht man davon aus dass sich da Unmengen an irgendwie nicht sessilen Seescheiden dran beteiligt haben. Die akkumulieren ja auch heute noch Vanadium weil sie es in ihrem “Hämoglobin” verwenden.

    • #9 Bettina Wurche
      27. Oktober 2021

      @Folke Kelm: Vielen lieben Dank, dass Du mir Tiefseebiologie erklärst : ) Von der Vanadium-Akkumulation höre ich tatsächlich zum allerersten Mal.

  6. #10 Folke Kelm
    Schweden, regnet immer noch
    27. Oktober 2021

    Och. Tiefseebiologie kannst Du bestimmt besser als ich. Mir gings nur um die Akkumulation von Biomasse, und die hast du ja vor allem in abgeschlossenenen kleineren Meeresbecken. In der Tieefsee der Ozeane findest du ja kaum Sedomentation, ausserdem ist es da nicht Sauerstoffrei.
    In Kontinentnahen Becken oder in wechselnden Becken-Flachwasserbereichen in der Nähe von Subduktionszonen hast Du aber relativ kleinräumige Ansammlungen von sauerstoffreien Sedimenten mit hohem Gehalt an organischem Material, Siehe Lias Schiefer in Holzmaden. Auf den dazugehörigen Flachwasserschwellen gibts Karbonatsedimente. Die Karbonwälder sind ähnlichen Senken entstanden, nur war das Wasser flacher.
    Ich hab noch mal nachgeguckt, Vanadiumöle gibts in Venezuela, hatte ich auch noch so im kopf, war mir nur nicht sicher.
    Die Seescheiden, sind ja eigentlich eher sessile benthos- Viecher. Ich hab damals gelernt dass man davon ausgeht dass es zu der Zeit von planktonischen wimmelte. Die gibts wihl heute auch noch, Salpen, aber wohl nicht so viele.