«Eine Investition in unsere Zukunft»

Hosted: Oeschger-Zentrum für Klimaforschung

Die Ozeanforschung gewinnt auch im Binnenland Schweiz an Bedeutung. Das Oeschger-Zentrum zählt mit vier Gruppen, die in diesem Bereich forschen, auch international zu den wichtigen Akteuren.

Das wissenschaftliche Interesse am Meer ist eindrücklich: Schweizer Forschende veröffentlichen jährlich über 100 Papers zu ozeanbezogenen Themen. Ganz so erstaunlich ist es nicht, dass sich helvetische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den vielen Wissenslücken im Bereich der Ozeane annehmen. Schliesslich lässt sich hier noch wissenschaftliches Neuland betreten. Doch die generelle Bedeutung des Meers für die Schweiz lässt aufhorchen. Der Berner Ozeanforscher Thomas Frölicher spricht von «der Abhängigkeit der Schweiz vom Ozean» und fordert in einem Positionspapier[1], die Gesundheit der Meere müsse eine «nationale Angelegenheit» sein.

Die Stellungnahme, die im Vorfeld der 3. UN Ocean Conference (UNOC3) in Nizza im Juni 2025 veröffentlicht wurde, listet eine Vielzahl von Fakten auf, welche die Verbundenheit der Schweiz mit dem Ozean belegen: von den Ökosystemdienstleistungen des Ozeans, über seine Rolle für die Ernährungssicherheit bis hin zu seiner Bedeutung als Rohstofflieferant und Quelle für Innovationen zum Beispiel in der Biotechnologie. Nicht zu vergessen ist die Rolle der Schweiz beim Schutz der Meeresbiodiversität und bei einer nachhaltigen Nutzung der Meere. Die Autoren des Positionsberichts erklären, die Governance des Ozeans zu stärken, sei eine «globale Priorität».

Die Stärke der Schweizer Ozeanforschung und jener am Oeschger-Zentrum liegt in der Ozeanmodellierung. Die Universität Bern verfügt über eine lange Tradition bei der Entwicklung und Anwendung von hochauflösenden Erdsystemmodellen, inklusive der gesamten Hierarchie physikalisch-biogeochemischer Ozeanmodelle. Bei drei der vier Forschungsgruppen, die sich am Oeschger-Zentrum mit Ozeanforschung befassen, stehen Modellierungen im Vordergrund.

Wie stabil ist der Ozean als CO₂-Speicher?

Charlotte Laufkötter und ihr Team erforschen die biologische Pumpe im Ozean – ein natürlicher Prozess, bei dem Meeresorganismen Kohlendioxid aus der Atmosphäre binden und in die Tiefe transportieren. In verschiedenen Modellstudien simulieren die Forschenden, wie dieser Prozess von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst wird: etwa von saisonalen Wanderungen des Zooplanktons in die Tiefe oder von veränderten Umweltbedingungen, die sich auf Plankton auswirken und dadurch den pH-Wert des Wassers beeinflussen. Ziel dieser Simulationen ist, zu verstehen, wie stabil der CO₂-Speicher Ozean ist – und wie wirksam er in Zeiten des Klimawandels bleibt.

Zurzeit arbeitet die Gruppe daran, erstmals Korallenriffe in globale Klimamodelle zu integrieren. Dadurch wollen die Forschenden besser verstehen, wie empfindlich Korallen auf Klimaveränderungen reagieren und wie sie selbst das Klima beeinflussen.

Die Gruppe von Thomas Frölicher befasst sich unter anderem mit der Erforschung von Hitzewellen im Ozean. So zeigte das Team kürzlich in einer «Nature»-Studie [2], dass ein sprunghafter Anstieg der globalen Meeresoberflächentemperaturen, wie er vor zwei Jahren beobachtet wurde, ohne den Einfluss des Klimawandels kaum möglich wäre. Zwischen April 2023 und März 2024 wurden neue Temperaturrekorde verzeichnet und alle bisherigen Höchstwerte deutlich übertroffen.

In einem anderen Projekt beschäftigt sich das Team mit ozeanbasierten Klimaschutzlösungen oder naturbasierten Strategien zur Entfernung von CO₂. Dazu zählt unter anderem die Erhöhung der Alkalinität des Ozeans, um dessen CO₂-Konzentration zu senken und so sein Potenzial als CO₂-Speicher zu erhöhen. Ein weiteres diskutiertes Verfahren ist Ozeanfertilisation. Dabei sollen gewisse Ozeanregionen mit Nährstoffen angereichert werden. Über das dadurch geförderte Wachstum von Phytoplankton liesse sich die Aufnahme von CO₂ erhöhen. Noch ist allerdings wenig über die Wirksamkeit und insbesondere die Risiken dieser Lösungen bekannt – eine Wissenslücke, welche die Forschenden des Oeschger-Zentrums schliessen wollen.

Rekonstruktion von Klimabedingungen

Die Forschungsgruppe von Frerk Pöppelmeier beschäftigt sich mit der quantitativen Interpretation von Rekonstruktionen vergangener Klimabedingungen. Sie untersucht dazu natürliche Experimente aus der geologischen Vergangenheit der Erde, wie etwa Eiszeiten und abrupte Übergänge, die das Klima tiefgreifend veränderten. Ziel ist, Auslöser und Rückkopplungsmechanismen zu entschlüsseln, die diese Veränderungen antreiben.

Dieser Ansatz fliesst unter anderem in Untersuchungen der Gruppe zu Klima-Kipppunkten ein. So etwa bei einer Studie [3], die 2023 in «Nature Geoscience» veröffentlicht wurde: Sie kam zum Schluss, dass es am Ende der letzten Eiszeit nicht, wie bisher angenommen, zu einem vollständigen Kollaps der Meeresströme im Atlantik kam. Die atlantische Zirkulation reagierte in der Vergangenheit weniger empfindlich auf Klimaveränderungen als gedacht. Die aktuellen Verhältnisse, so die Studie, unterschieden sich allerdings grundlegend von jenen am Ende der letzten Eiszeit. Allem voran läuft die gegenwärtige, menschgemachte Veränderung viel schneller ab.

Auch die Forschungsgruppe von Hubertus Fischer, die sich mit paleoklimatischen und biogeochemischen Untersuchungen an Eisbohrkernen befasst, betreibt auch Ozeanforschung [4]. Im Vordergrund steht dabei die Rekonstruktion der mittleren Ozeantemperatur. Interessanterweise liefert polares Eis, das die vergangene Atmosphäre in kleinen Luftblasen archiviert, viel direktere Information zur mittleren Ozeantemperatur als marine Sedimente. Aus den Luftblasen lässt sich nämlich nicht nur die Konzentration von CO₂ bestimmen, sondern auch jene des molekularen Stickstoffs und der Edelgase Argon, Krypton und Xenon.

Ein kleiner Prozentsatz dieser Gase ist im Ozean gelöst, weshalb sich dessen Temperatur rekonstruieren lässt. Der Grund: Das Verhältnis der gelösten Gase verändert sich mit der Wassertemperatur. Gelingt es nun, die Anteile der verschiedenen Gase hochpräzise zu messen, lässt sich dadurch indirekt die vergangene Ozeantemperatur ermitteln – je nach Alter des Eises bis 800’000 Jahre und mehr zurück. Die Berner Forschenden haben dazu eigens eine massenspektrometrische Methode entwickelt.

Die Ozeanforschung am Oeschger-Zentrum wird auch künftig einen gewichtigen Beitrag zur gemeinsamen Anstrengung leisten, die das erwähnte Positionspapier so umschreibt: «Die Stärkung der Rolle der Schweiz in der Meereswissenschaft, in der Governance und bei der nachhaltigen Nutzung des Ozeans ist eine strategische Investition in die Zukunft unseres Planeten – und in unsere eigene.» Denn ohne den Ozean gibt es kein Leben auf der Erde.

(Die Beiträge geben die Meinung der Schreibenden wieder und müssen nicht mit der Haltung der SCNAT übereinstimmen.)