Havet tar opp en firedel av våre CO2-utslipp

Av: Andrea Volbers, CARBOOCEAN prosjektleder,Bjerknessenteret og ChriStoph heinze CARBOOCEAN koordinator,Geofysisk institutt, UiB.

Karbondioksid (CO2) er en av de viktigste kontrollerbare klimagassene i våre dager. I løpet av de siste 650 000 årene har den naturlige CO2-konsentrasjonen i atmosfæren variert mellom omtrent 180 og 280 ppm (parts per million, altså tusendels promille). Siden 1750 har imidlertid CO2-onsentrasjonen steget kontinuerlig til 380 ppm på grunn av utslippene fra blant annet fossilt brensel, sementfremstilling og avskogning. Ulike klimamodeller viser at dette kan medføre en global temperaturøkning på mellom 1,4 og 4,5 grader fram mot 2100.

Omtrent 25 prosent av det årlige menneskeskapte CO2-utslippet har blitt tatt opp av verdenshavene. Den relativt lange tiden som havet trenger for å ta opp CO2, er en flaskehals, og derfor en kritisk faktor for å bestemme virkningen CO2- utslippene har på klimaet de kommende tiår og århundrer. Inngående kjennskap til CO2 opptaket i havet er for eksempel nødvendig for å beregne:

1. Hvor stor blir den fremtidige oppvarmingen?
2. Hvor mye må verdenssamfunnet redusere sitt klimagassutslipp for å unngå store og muligens skadelige klimaendringer?
3. Hva vil tilbakekoblingene mellom de marine økosystemene og vårt klima bli når havet tar opp større mengder CO2?

Målet med grunnforskningen som utføres i CARBOOCEAN-prosjektet er å redusere usikkerhetene i disse beregningene, særlig i Atlanterhavet og Sørishavet.

Havet tar opp mindre CO2
Under CARBOOCEAN-prosjektet har en rekke handelsfartøy blitt brukt til å måle CO2-konsentrasjonen i overflatevann. Disse fartøyene har installert utstyr som gjør det mulig å beregne CO2-innholdet i overflatevannet.

Det nordlige Atlanterhavet er det havområdet som tar opp mest CO2. Det er derfor etablert spesielt mange måleområder her.

Eldre data tyder på at opptaket av CO2 har avtatt over tid i Atlanterhavet (for eksempel Omar og Olsen, 2006). Nye observasjoner ser ut til å bekrefte en slik utvikling. For å kunne sammenligne havets tidligere opptaksrater med dagens opptaksrater, trengs det lange tidsserier som skaffes fra de mange måleområdene. Redusert CO2-opptak kjennetegnes ved en reduksjon i partialtrykket av CO2 mellom luften og overflatevannet. Schuster og Watson (figur 1) viser at i forhold til årene 1994/1995, har opptaket i det nordlige Atlanterhavet blitt redusert med 50 prosent. Årsaken til denne reduksjonen kan være at den globale havsirkulasjonen er redusert og at lagdelingen i havet har økt. Det er ennå ikke klart om dette skyldes en naturlige og kortsiktige variasjon eller om det er en langtidstrend. En liknende utvikling med redusert CO2-opptak, er oppdaget i Sørishavet og havområdene nordover til omtrent 45°S (Le Quéré og medarbeidere, 2007). Om denne utviklingen fortsetter, må våre klimagassutslipp reduseres mer enn vi tidligere har antatt for å oppnå et gitt klimamål, for eksempel å unngå en global temperaturøkning på over to grader som er EU-målet.

Figur 1. Gjennomsnittlig CO2fluks fra luft til sjø for periodene 1994/1995 og 2002/2005 langs en rute over NordAtlanteren. Det går klart fram at fluksen er blitt betydelig redusert over tid. Kilde: Schuster and Watson (under trykking)

Havet blir surere
Omlag halvparten av våre CO2-utslipp havner i dag i havet og i vegetasjonen på land. I fremtiden er det havet som kommer til å ta opp mesteparten av CO2-utslippene. Det vil medføre at havets kjemi blir endret. Jo mer CO2 havet absorberer jo surere blir havet, det vil si havets pH-verdi reduseres. Hvis pH i havet kommer under et visst nivå, vil organismer som inneholder kalsiumkarbonat (for eksempel koraller og skalldyr) komme i faresonen fordi det sure vannet vil tære på skallene deres. Hvis CO2-utslippene fortsetter å øke med samme fart som i dag, vil havets pH i 2100 nå en verdi som er 0,5 pH-enheter lavere enn i før-industriell tid. Forsuringen av havet kan ikke unngås, og den vil ramme organismene i nord først, fordi havet blir surere jo lenger nord man kommer. Særlig i Arktis, inkludert Barentshavet, vil kjemien endre seg raskt (Bellerby m.fl.).

For å få et realistisk bilde av hvordan ulike planktongrupper reagerer på effektene av havets kontinuerlige CO2-opptak, er kontrollerte økosystemeksperimenter gjennomført på Espegrend
marinbiologiske stasjon nær Bergen med forskjellige CO2-konsentrasjoner i vannet. Forløpige resultater viser at coccolithoforider (encellede mikroalger dekket av et tett lag kalkplater) som vokser under høy CO2-konsentrasjon, produserer bare halvparten av kalkmengden og utvikler oftere misdannelser enn de som vokser under dagens CO2-konsentrasjon. Men dette må bekreftes og sammenliknes med andre eksperimenter som blir gjennomført under ulike betingelser.

Temaet «havets forsuring» er illustrert i en minidokumentar som er tilgjengelig på forskning.no og som også kan bestilles fra CARBOOCEANs prosjektbyrå. Minidokumentaren handler hovedsakelig om pteropoder, smådyr med aragonitskjelett, som er i fare når havet blir enda surere. Pteropoder er en viktig matkilde for mange forskjellige smådyr i havet og for kommers ielt viktige fiskeslag som laks og torsk. Forsuringen av havet truer derfor mange av de marine artene og hele den marine næringskjeden.

SKADET. Calcidiscus leptoporus under dagens CO2 konsentrasjon (øverst) og under konsentrasjonsnivået forventet rundt år 2100 om vi ikke re duserer utslippene kraftig. (Foto: M. Geisen)

Kunnskapsformidling
CarboSchools er et internasjonalt opplæringsprosjekt om den marine og terrestriske karbonsyklusen. Prosjektet ble etablert i 2005 og er et samarbeid mellom CARBOOCEAN og CarboEurope. Skoleprosjektet er etablert i flere europeiske land for å motivere den neste generasjonen til å forske videre på dette viktige temaet. I Norge ble det første CarboSchools-prosjektet gjennomført sommeren 2006 om bord på R/V Hans Brattstrøm i et fjordområde nær Bergen med 16–17 år gamle elever fra Bergen Katedralskole. Forskningsbåten er utstyrt med planktonnett og vannhentere slik at elevene kunne samle inn
vann- og planktonprøver.

CarboSchools har sitt eget nettsted (www.carboschools.de) som tilbyr tips om hvordan man kan starte opp et skoleprosjekt og utveksle sine erfaringer, samt vitenskapelig material som er skrevet på en forståelig måte (for eksempel CarboSchools hefte I, 2006. «Hva vi vet, hva vi ikke vet og hvordan vi bedre prøver å forstå globale endringer i klima og miljø. CarboSchools-prosjekter; problemstilliger, utfordringer og metoder»). Hefte 1 kan bestilles på CARBOOCEAN Prosjektbyrå og hefte 2 skal være ferdig i 2008. CarboSchools skal utvides fra januar 2008 ved hjelp av«CarboSchools+»-prosjektet som mest sannsynlig kommer til å bli finansiert av Europakommisjonen under det 7. rammeprogram med omtrent 1 million euro.

Artikkelen er også publisert i KLIMA og på engelsk i META.

Skoleelever på cruise med R/V Hans Brattstrøm. Elevene gjennomførte måling av temperatur, saltholdighet og oksygennivå av vann fra ulike havdyp. Forskere, teknikere og lærere bistod i arbeidet. (Foto: A. Volbers).