CO2-Messung: Segeldrohne schippert 4 Monate autonom über den Atlantik
Die Meere speichern enorme Mengen Kohlenstoffdioxid. Laut dem Weltklimarat IPCC haben die Meere über 200 Jahre hinweg mehr als 500 Gigatonnen CO2 gespeichert. Damit haben die Ozeane bereits ein Drittel der gesamten CO2-Emissionen aufgenommen. Ohne sie wäre der Planet womöglich schon um mehrere Grad heißer. Doch die Speicherung hat Folgen für die Ozeane: Das CO2 löst sich im Wasser, es entsteht Kohlensäure und der pH-Wert des Wasser sinkt. Das wiederum wirkt sich negativ auf Meereslebewesen aus, etwa Korallen oder Schalentiere, die dann mehr Mühe haben, schützende Schalen zu bilden.
Forschende interessieren sich daher dafür, wie schnell sich der Ozean erwärmt und was das für die Lebewesen bedeutet. Ein großes Unterfangen, denkt man an die schiere Größe des Meeres. Abhilfe schaffen sollen autonome Messstationen, die eigenständig den Ozean durchqueren und Daten zum Kohlendioxidgehalt im Meer sammeln. Eine solche Segeldrohne hat das das Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel auf eine Reise durch den tropischen Atlantik geschickt. Wie im Oktober von Geomar angekündigt, wollen die Forschenden mit der Segeldrohne die Folgen der Klimakrise für den Ozean besser zu verstehen.
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Betrieben durch Wind und Sonne
Gefördert wird das Geomar-Projekt vom deutschen Bundesforschungsministerium und vom europäischen Projekt EuroSea. Die Segeldrohne selbst stammt vom Unternehmen Saildrone aus den USA. Die signalrote, schwimmende Messstation ist sieben Meter lang und hat eine Tragfläche von fünf Metern. Das kleine Schiff lässt sich vom Wind antreiben und versorgt seine Elektronik für Messungen und Navigation über Solarpanele. Allein mit Solarkraft kann die Drohne dadurch Spitzengeschwindigkeiten von neun bis elf Kilometern pro Stunde erreichen. Ausgestattet ist das Schiff mit einer Art Empfänger, fachsprachlich „Automatic Identification System“ (AIS) genannt. Dieser ermöglicht es Schiffen, die schwimmende Messdrohne schon aus mehreren Seemeilen im Voraus zu erkennen.
Die Drohne misst jedoch nicht nur die Kohlendioxid-Konzentration im Meer, sondern sie verschafft den Forschenden auch einen Blick auf die maritime Tier- und Pflanzenwelt. Laut Helena Hauss, Meeresökologin am Geomar, ist die Segeldrohne zusätzlich mit einem Echolot ausgestattet, das den Forschenden erlaubt, bis zu 800 Meter in die Tiefe zuschauen und dabei die Verteilung von Zooplankton und Fisch zu untersuchen. „Diese simultanen Messungen sind beispielsweise auch wertvoll für die Identifizierung biologischer ‚Oasen‘, das nachhaltige Management mariner Ressourcen oder die Einrichtung und Überwachung von Schutzgebieten in der Region“, so die Forscherin.
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Blick in die Tiefe
Die Reise der Segeldrohne startete in Kap Verde an der Nordwestküste Afrikas, nun ist sie vier Monate lang im tropischen Atlantik unterwegs. Die genaue Position stellen die Forschenden über die Plattform Beluga online zur Verfügung. Auf ihrer Reise erfasst die Segeldrohne mit ihren Sensoren den CO2-Gehalt an der Meeresoberfläche und speist die gesammelten Informationen in ein Datennetz von Geomar ein. Die detaillierten Angaben zur CO2-Konzentration machen Veränderungen in der Zusammensetzung des Ozeans besser sichtbar. Forschende können dadurch besser einschätzen, wie viel CO2 der Ozean künftig noch aufnehmen kann.
Dass die Segeldrohne gerade den Atlantik durchquert hat einen besonderen Grund. In den tropischen Meeresregionen fallen die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre sehr stark aus. Beim Wärmeaustausch wird Kohlendioxid rasch in höhere Schichten der Atmosphäre getragen und damit in das globale Klimasystem eingespeist. Gleichzeitig liegen für diese Regionen bisher nur wenig Messdaten über längere Zeiträume vor. Durch den Einsatz der Drohne soll die Datenlage nun verbessert werden. Damit wollen die Forschenden feststellen, wie viel und wie lange die Ozeane noch Kohlendioxid aufnehmen können. Denn der Speicher, der das Meer bisher zu einem Verbündeten in der Klimakrise macht, erreicht irgendwann seine Grenzen.
