Durch die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen erwärmen sich Klima und Weltmeere. Forscher haben nun die Auswirkungen auf die Lebewesen der Ozeane modelliert. Da wärmeres Wasser weniger Sauerstoff speichern kann, wären zahlreiche Arten noch in diesem Jahrhundert vom Aussterben bedroht, so die Prognose. Bei ungebremster Klimaerwärmung könnte es zu einem Massenaussterben kommen, das mit den größten Massenaussterben der Erdgeschichte vergleichbar wäre. Schaffen wir es jedoch, die Klimaerwärmung auf unter zwei Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, würde das Aussterberisiko dem Modell zufolge um 70 Prozent gegenüber dem Worst-Case-Szenario sinken.

2021 lag die Durchschnittstemperatur der Weltmeere so hoch wie nie zuvor seit Beginn der Aufzeichnungen. Doch je höher die Temperaturen, desto weniger Sauerstoff kann das Wasser speichern. Zugleich steigt durch die Wärme die Stoffwechselrate der Meeresbewohner, sodass sie mehr Sauerstoff benötigen. Reicht das Sauerstoffangebot nicht mehr aus, um den Bedarf der Arten zu decken, können sie nicht mehr in dem entsprechenden Habitat leben. Somit stellt der Klimawandel eine direkte Bedrohung für zahlreiche Meereslebewesen dar. In welchem Ausmaß die Artenvielfalt der Ozeane jedoch gefährdet ist, war bislang unklar.

Drohendes Massenaussterben im Meer

Justin Penn und Curtis Deutsch von der University of Washington in Seattle haben nun die biologische Vielfalt der Meere unter verschiedenen Klimaszenarien modelliert. Dazu berücksichtigten sie, wie viel Erwärmung und Sauerstoffmangel verschiedene Spezies noch tolerieren können und ab wann ein Lebensraum für sie unbewohnbar wird. Dies glichen sie mit Klimamodellen ab, die die Entwicklung der globalen Temperaturen in Abhängigkeit von menschlichen Treibhausgasemissionen vorhersagen. Zusätzlich zogen sie Parallelen zu Massenaussterben der Vergangenheit, die durch Fossilien dokumentiert sind.

Das Ergebnis: „Unter dem Szenario mit hohen Emissionen könnte der globale Artenverlust ein Ausmaß erreichen, das mit den größten Massenaussterben der Vergangenheit vergleichbar ist“, so die Forscher. Die größten Verluste an biologischer Vielfalt wären der Prognose zufolge in tropischen Gewässern zu erwarten. In ihrem warmen Wasser ist der Sauerstoffgehalt bereits heute niedrig. Bei weiter ansteigenden Temperaturen würden diese Regionen für die meisten Arten unbewohnbar. Das hätte auch Auswirkungen auf die menschliche Ernährung: „Zu den besonders gefährdeten Regionen gehören hochproduktive Ökosysteme“, schreiben Penn und Deutsch. „In diesen Regionen sind auch viele der produktivsten Fischereien der Welt beheimatet, die etwa 17 Prozent des Nahrungsproteins der Menschheit liefern.“

Abwanderung aus den Tropen, Aussterben an den Polen

Die tropischen Arten könnten den Forschern zufolge eine Chance haben, dem Aussterben zu entgehen, wenn sie in äquatorfernere Regionen abwandern, in denen Wassertemperatur und Sauerstoffgehalt für sie tolerierbar wären. Diese Möglichkeit haben Arten, die in kälteren Gewässern beheimatet sind, nicht. Wird ihr Lebensraum zu warm, gibt es keine Regionen mehr, in die sie ausweichen können. „Polare Arten haben daher das höchste Risiko, weltweit auszusterben“, erklären Penn und Deutsch.

Ein ähnliches Muster haben sie bereits in früheren Arbeiten gezeigt, in denen sie sich mit dem größten bekannten Massenaussterben der Erdgeschichte beschäftigten, dem „Großen Sterben“ am Ende des Perms vor rund 250 Millionen Jahren. Wie Fossilien zeigen, starben damals mehr als zwei Drittel aller Meeresbewohner aus. „Ähnliche Umweltveränderungen wie am Ende des Perms, einschließlich steigender Temperaturen und sinkendem Sauerstoffgehalt der Ozeane, sind nun auch im Anthropozän zu beobachten“, schreiben die Forscher.

Emissionen begrenzen

Für ihr Worst-Case-Szenario gingen die Autoren von ungebremst weiter steigenden CO2-Emissionen aus, was bis 2100 zu einer Klimaerwärmung von 4,9 Grad Celsius über dem vorindustriellen Wert führen würde. „Aber es ist noch nicht zu spät, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, um ein Massenaussterben zu verhindern“, so die Forscher. „Das Ausmaß des Aussterbens, das wir gefunden haben, hängt stark davon ab, wie viel CO2 wir in Zukunft ausstoßen.“ Wird die Erwärmung auf maximal zwei Grad Celsius begrenzt, würde dies der Analyse zufolge das Ausmaß des Aussterbens um mehr als 70 Prozent verringern. „Schnelle Reduzierungen der Treibhausgasemissionen sind entscheidend, um ein großes Massenaussterben von Meeresarten zu verhindern“, so Deutsch.

Quelle: Justin Penn und Curtis Deutsch (Washington University, Seattle, Washington), Science, doi: 10.1126/science.abe9039

© wissenschaft.de – Elena Bernard