Der Ausbau von Offshore-Windparks in der Nordsee schreitet voran. Doch die Folgen für die Meeresumwelt, in die sie eingebaut werden, sind noch nicht vollständig erforscht. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Hereon haben in vergangenen Studien bereits wertvolle Erkenntnisse zu den Auswirkungen von Windparks geliefert.
In ihrer neuesten Veröffentlichung zeigen sie nun, dass große Windparks die marine Primärproduktion sowie den Sauerstoffgehalt in und außerhalb der Windparkgebiete stark beeinflussen können. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikation Erde & Umwelt.
Unterschiedliche Windverhältnisse und Strömungen, mehr Niederschlag und ein verändertes Oberflächenklima: Die Auswirkungen von Offshore-Windparks in der Nordsee sind vielfältig und noch nicht vollständig erforscht. Einige davon treten bereits auf, andere sind durch den stetigen Ausbau von Windenergieanlagen zu großen Windparks noch zu erwarten. Um sie besser zu verstehen und verbleibende Wissenslücken zu schließen, arbeitet ein Forscherteam des Hereon Institute of Coastal Systems – Analysis and Modeling an verschiedenen Schlüsselelementen des Problems.
Das Team von Nils Christiansen hat zum Beispiel nachgewiesen, dass Wirbelschleppen – von Windkraftanlagen verursachte Luftwirbel – die Strömung und Schichtung des darunter liegenden Wassers verändern. Aber auch das Klima knapp über der Meeresoberfläche verändert sich nachhaltig, wie ein weiteres Team um Dr. Naveed Akhtar zeigen konnte.
Die neueste Studie unter der Leitung von Dr. Ute Daewel bestätigt nun, dass diese Auswirkungen auch zu einer veränderten räumlichen Verteilung mariner Ökosystemkomponenten führen. Dazu gehört die Verteilung von Nährstoffen, Phyto- und Zooplankton sowie Biomasse im Sediment, der Nahrungsgrundlage für viele am Boden lebende Organismen.
In der Modellstudie ging das Team von den geplanten großen Offshore-Windparks in der Nordsee aus. So fanden die Forscher für tiefere Meeresgebiete heraus, dass die Menge an biogenem Kohlenstoff im Sediment lokal um 10 % zunehmen und die Sauerstoffkonzentration in einem Bereich, in dem sie bereits sehr niedrig ist, noch weiter abnehmen könnte.
Nachhaltige Folgen für das Nahrungsnetz der Nordsee
Zudem würden die bereits nachgewiesenen Windänderungen zu einer lokalen Modifikation der Primärproduktion von Phytoplankton um bis zu +/- 10 % führen. Und das nicht nur in den Windparkgebieten selbst, sondern auch über die gesamte südliche Nordsee verteilt. Das heißt, selbst wenn sich die Gesamtproduktion in der Region nur sehr geringfügig ändert, kommt es zu einer räumlichen Umverteilung der Produktion. Das hat auch Folgen für die Verbreitung von Zooplankton – der Nahrungsgrundlage vieler Fischarten. Gerade die frühen Lebensstadien von Fischen sind oft abhängig von der Verfügbarkeit von Zooplankton „zur richtigen Zeit am richtigen Ort“.
Eine räumliche und zeitliche Umstrukturierung der Zooplanktonverteilung kann diese Prozessketten beeinflussen und damit das Fischangebot positiv oder negativ beeinflussen. Die kleine Veränderung in der Primärproduktion hätte also nachhaltige Auswirkungen auf das gesamte Nahrungsnetz in der südlichen Nordsee.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der umfangreiche Ausbau von Offshore-Windparks einen erheblichen Einfluss auf die Strukturierung mariner Küstenökosysteme haben wird. Wir müssen diese Auswirkungen schnell besser verstehen und auch beim Management von Küstenökosystemen berücksichtigen“, schließt Ute Daewel .
Mehr Informationen:
Ute Daewel et al, Offshore-Windparks werden sich voraussichtlich auf die Primärproduktion und die Desoxygenierung des Grundwassers in der Nordsee auswirken, Kommunikation Erde & Umwelt (2022). DOI: 10.1038/s43247-022-00625-0