Neue Studie hebt den Einfluss von zwei neuen Meeresgasen auf die Genauigkeit von Klimamodellen hervor

Neben Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlendioxid enthält unsere Atemluft geringe Mengen organischer Gase wie Benzol und Toluol. Diese oxidieren zu kleinen Partikeln oder Aerosolen, die zur Kondensation von Wasser in den Tröpfchen beitragen, die Wolken bilden. Nun betont eine Studie des Institut de Cièncias del Mar (ICM-CSIC), des Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR-CSIC) und des Plymouth Marine Laboratory (PML) die Bedeutung von Wolken, die die Sonnenstrahlung filtern, für das Verständnis der Vergangenheit und zukünftige Klimaveränderungen.

„Wenn wir die Wolken nicht richtig hinbekommen, werden wir das Klima nicht richtig hinbekommen“, sagt Charel Wohl, ICM-CSIC-Forscher und Hauptautor der Studie. „Wir fangen gerade erst an, die zahlreichen Inhaltsstoffe zu enthüllen, die Wolkensamen bilden“, fügt er hinzu.

Die Arbeit, veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaftliche Fortschritte, beschreibt die ersten Messungen von Benzol und Toluol in polaren Ozeanen und weist darauf hin, dass diese Verbindungen biologischen Ursprungs sind. Bisher galt ihr Vorkommen in der polaren Meeresluft als Beweis für das Ausmaß der menschlichen Verschmutzung, unter anderem durch Kohle- und Ölverbrennung oder den Einsatz von Lösungsmitteln.

Ein biologischer Ursprung

Der einzige Weg, um zu wissen, wie die atmosphärische Zusammensetzung vor den tiefgreifenden Veränderungen durch menschliche Aktivitäten im Industriezeitalter reguliert wurde, besteht darin, die Regionen zu untersuchen, in denen die Luft noch sauber ist, wie z. B. die Polargebiete.

Zur Durchführung der Studie hat das Team die Konzentrationen von Benzol und Toluol im Oberflächenwasser und in der Luft während zweier ozeanografischer Kampagnen gemessen: eine in der Arktis und die andere im Südpolarmeer. Die Verteilung dieser Gase, ihr Verhältnis zur Menge an Phytoplankton und die Tatsache, dass der Ozean sie ständig in die Atmosphäre abgibt, anstatt sie von ihr einzufangen, ließen die Forscher auf einen biologischen Ursprung schließen.

Durch Einbindung der Daten in ein globales Chemie- und Klimamodell der Atmosphäre erkannte das wissenschaftliche Team dann, dass vom Ozean emittiertes Benzol und Toluol erheblich zur Aerosolproduktion beitrug. Dies galt insbesondere für die extrem saubere und unverschmutzte Atmosphäre des Südlichen Ozeans, wo diese beiden Gase die Menge an organischen Aerosolen um 8 % und in vorübergehenden Situationen um bis zu 80 % erhöhten.

Laut den Autoren der Veröffentlichung war die natürliche Wirkung von marinem Benzol und Toluol auf die Atmosphärenchemie höchstwahrscheinlich ein weit verbreitetes und globales Phänomen vor der industriellen Revolution. Allerdings würde es jetzt durch die weit verbreiteten Auswirkungen der Umweltverschmutzung überdeckt werden.

Auf jeden Fall „müssen Klimamodelle die Benzol- und Toluolemissionen aus den Ozeanen berücksichtigen, wenn sie die Wolken in Klimaprojektionen für die Vergangenheit und die Zukunft richtig darstellen wollen“, sagt IQFR-CSIC-Forscher und Leiter des Bereichs Atmosphärenmodellierung die Studie Alfonso Saiz-López.

Der ICM-CSIC-Forscher und Mitautor der Studie Rafel Simó fügt seinerseits hinzu, dass „dies ein weiteres Beispiel dafür ist, wie Millionen von Jahren der Evolution die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre geformt haben, so dass das Leben im Ozean nicht nur an das Klima angepasst, sondern dazu beigetragen hat, es zu regulieren.“

In Zukunft wird das Team die Auswirkungen des mikroskopischen Meereslebens auf die Atmosphäre weiter untersuchen. Tatsächlich werden sie in nur zwei Wochen erneut in antarktische Gewässer reisen, um den Fund zu bestätigen und weitere Messungen durchzuführen.