Obwohl es wichtig ist, die CO2-Emissionen zu kontrollieren, um die globale Erwärmung abzuschwächen, hängen die atmosphärischen Konzentrationen des Gases auch davon ab, wie schnell es durch Land- und Ozeanspeicherung aus der Luft entfernt wird. Der Mikronährstoff Eisen ist entscheidend für die ozeanische Kohlenstoffspeicherung, da er die Produktion chemischer Energie in marinen Ökosystemen durch Photosynthese (bekannt als Eisendüngung) unterstützen kann. Dieser Prozess wandelt CO2 in O2 und organische Verbindungen um.
Es wird allgemein angenommen, dass Eiseneinträge aus der Atmosphäre in den Ozean hauptsächlich aus natürlichen Quellen stammen. Eine Studie berichtete jedoch in npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft, unter der Leitung von Associate Professor Hitoshi Matsui und Mingxu Liu von der Graduate School of Environmental Studies der Nagoya University, in Zusammenarbeit mit den Universitäten Cornell und Colorado, fanden heraus, dass der Beitrag von menschengemachtem Eisen im Südpolarmeer wahrscheinlich viel größer ist als bisher angenommen. Sie kann sogar bis zu zehnmal höher sein. Dies kann Auswirkungen auf das zukünftige Umweltmanagement haben.
Der vom Menschen verursachte Beitrag zum Eisen wird hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt, bei der Eisen in die Atmosphäre freigesetzt und dann in abgelegene Ozeane transportiert wird. Um besser zu verstehen, wie sich menschliche Aktivitäten auf die Eisenkonzentration auswirken, kombinierten die Wissenschaftler Daten, die durch Flugzeugmessungen gewonnen wurden, mit einem fortschrittlichen globalen Atmosphärenmodell.
Sie fanden heraus, dass vom Menschen hergestelltes Eisen mit einem prozentualen Anteil von bis zu 60 % einen wesentlichen Beitrag zur Eisenversorgung der Ozeane aus der Atmosphäre in der Region des Südlichen Ozeans leistet. Im Gegensatz dazu schätzten frühere Studien, dass nur 10 % des Eisens aus vom Menschen hergestelltem Eisen stammten, und unterschätzten daher den Beitrag der vom Menschen hergestellten Quellen stark.
Das Modell ergab auch, dass die Zufuhr von Eisen aus der Atmosphäre in den Ozean in dieser Region voraussichtlich erheblich zurückgehen wird, was unerwartete Folgen für das zukünftige Klima haben könnte. Mit weniger Eisen in der Atmosphäre kann die Menge der Photosynthese von Phytoplankton sinken, was zu einer Abnahme der ozeanischen Aufnahme von atmosphärischem CO2 führt. Erhöhte CO2-Konzentrationen wurden mit der globalen Erwärmung in Verbindung gebracht.
„Eisen ist ein entscheidender Mikronährstoff, um das Wachstum von Phytoplankton im Ozean und die Primärproduktion im Südpolarmeer aufrechtzuerhalten, wo es den atmosphärischen CO2-Gehalt moduliert“, sagte Dr. Matsui. „Ein potenzieller Rückgang der Verfügbarkeit von Eisen mit den strengeren Kontrollen der globalen Emissionen aus fossilen Brennstoffen in den kommenden Jahrzehnten könnte die Kohlenstoffspeicherung in Meeresökosystemen einschränken und die globale Erwärmung tatsächlich verschlimmern.“
Das Erreichen des Ziels, globale Klimaneutralität zu erreichen, indem der Verbrauch fossiler Brennstoffe in den kommenden Jahrzehnten gesenkt wird, würde die vom Menschen verursachten Emissionen erheblich reduzieren. Zusammen mit der Erwärmung der Atmosphäre könnte dies Auswirkungen auf das Klima haben. Zukünftige Modelle müssen die Rolle menschengemachter Quellen bei der Eisendüngung im Südpolarmeer vollständig berücksichtigen.
Mingxu Liu et al, Die unterschätzte Rolle anthropogener Quellen beim atmosphärischen Fluss von löslichem Eisen in den Südlichen Ozean, npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft (2022). DOI: 10.1038/s41612-022-00250-w