Das Gedächtnis der Meere

Tomma Schröder

Von Tomma Schröder

Sa, 21. Januar 2023

Bildung & Wissen

In der Nordsee gibt es insgesamt weniger Schadstoffe als früher, die Belastung von Meerestieren kann dennoch zunehmen. Auch Arsen und Fluorverbindungen geben Anlass zur Sorge.

Tief im Skagerrak, dort, wo zwei Meere zwischen der dänischen und der norwegischen Küste zusammentreffen, liegt es – das Gedächtnis der Nordsee. Hier finden sich die Erinnerungsspuren an Weichmacher und Industriechemikalien aus den Kriegs- und Nachkriegszeiten ebenso wie die modernen Rezepturen von Farben, Lacken und Oberflächenbeschichtungen. Was immer der Mensch an neuen langlebigen Chemikalien für Konsumprodukte, Arzneimittel oder Bioziden erfand – ein kleiner Fingerabdruck davon landete im Skagerrak am Meeresboden. Tatsächlich wird an diesem scheinbar von menschlichen Einflüssen so unberührten Ort das Ausmaß menschlichen Handelns und Wirtschaftens besonders präzise und zuverlässig gespeichert. "Natürliche chemische Archive des Anthropozäns" nennen Wissenschaftler diese Spuren in mehreren hundert Metern Wassertiefe.

Denn wo immer Chemikalien in die Umwelt gelangen – ausgewaschen oder unzureichend entsorgt – landet ein Teil im Regenwasser, im Abwasser, in der Atmosphäre. Vor allem über die Flüsse, aber auch über die Küsten und die Luft gelangt es am Ende ins Meer. Dort lagern sich die meisten Schadstoffe an feine Schwebpartikel an und können so von Strömungen weite Strecken ins Meer hinaus transportiert werden. Eine dieser großen Strömungen führt direkt ins Skagerrak, die Meerenge, die nördlich von Dänemark die Nord- mit der Ostsee verbindet.

Berit Brockmeyer kennt diese Meeresregion und weiß, an welchen Stellen das Gedächtnis des Meeres besonders gut befragt werden kann, an welchen Stellen besonders viele Sedimentpartikel – und damit auch besonders viele Schadstoffe – zu Boden rieseln. "Bis zu drei Millimeter pro Jahr wächst der Meeresboden an diesen Stellen", sagt die Umweltwissenschaftlerin vom Hamburger Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH). Mit jeder Schicht, die zu Boden rieselt, wird so ein chemischer Fingerabdruck verschiedener Epochen am Meeresboden abgelegt.

Besonders spektakulär sieht es nicht aus, das Gedächtnis: Schlammig-sandige und klebrige handtellerdicke Würste holten die Hamburger Forscher 2017 aus rund 500 Metern Tiefe an Bord ihres Forschungsschiffes. Aber wer wissen möchte, was vor 100, vor 20 oder zehn Jahren so in der Nordsee herumschwamm, muss sich nur die entsprechende Schicht aus dieser beigen Wurst heraussuchen: Dreißig, sechs oder drei Zentimeter in die Tiefe gehen.

Insgesamt wurden die unterschiedlichen Schichten des Sedimentkerns in jahrelanger Laborarbeit auf 90 Stoffe untersucht: acht verschiedene Metalle und 82 organische Verbindungen. Vor allem die organischen, also kohlenstoffhaltigen Verbindungen sind sehr zahlreich: Da gibt es Organochlorpestizide, polychlorierte Biphenyle, polybromierte Diphenylether oder neuerdings – ganz oben in der beigen Wurst – auch die per- und polyfluorierten Alkylsulfonsäuren. Das klingt nicht gut, und das ist auch nicht gut. Und dennoch – zunächst einmal hat Berit Brockmeyer eine gute Nachricht: Seit etwa 1980 sei die Belastung der Nordsee durch anorganische und organische Schadstoffe insgesamt deutlich zurückgegangen.

Da ist zum Beispiel das polychlorierte Biphenyl, besser bekannt unter seiner Abkürzung PCB: Ab den 1930er Jahren fand diese toxische und krebserregende Chemikalie langsam immer breitere Anwendung als Industrieöl oder als Weichmacher in Lacken und Kunststoffen – bis sie 1979 in offenen Anlagen in Deutschland verboten wurde. Auch viele weitere Länder führten um diese Zeit herum Verbote ein. Und das schlug sich im Meer und damit am Meeresboden des Skagerraks wieder: Bis 1980 hatten sich hier immer höhere Konzentrationen an PCB abgelagert, danach beginnen sie wieder deutlich zu sinken.

Die unmittelbare Wirkung von Beschränkungen und Verboten ließ sich für sehr viele Chemikalien zeigen: "Sobald die Abkommen in Kraft traten und teilweise auch schon bei ihrer Bekanntgabe, sieht man eindeutig, dass die Konzentration dieser Schadstoffgruppen deutlich zurückgeht", fasst Brockmeyer zusammen. Das ist die wirklich gute Nachricht ihrer Studie. Was sich anhand der Chemikalien im Meeresboden aber auch sehr deutlich zeigt, sei die Langlebigkeit der Verbindungen: "Wir sprechen von Chemikalien, die wurden Ende der 1970er, Anfang der 1980er Jahre verboten, und wir können sie immer noch gut nachweisen."

PCB zum Beispiel ist auch heute noch in entlegensten Regionen nachweisbar. So fanden britische Forscher enorm hohe Mengen der polychlorierten Biphenyle bei Krebsen, die in Tiefseegräben heimisch sind. Auch Arktis und Antarktis sind längst nicht mehr PCB-frei. Das heißt, selbst wenn Verbote bestimmter Chemikalien erfolgreich und weltweit durchgesetzt werden konnten, bleibt eine Belastung oft für Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte.

Das beobachtet auch Ulrike Kammann vom Thünen-Institut für Fischereiökologie in Bremerhaven – zum Beispiel beim Quecksilber. Das Schwermetall wird unter anderem bei Verbrennungsprozessen freigesetzt und gilt neben PCB als eines der Sorgenkinder in der Nordsee. Zwar sanken die gemessenen Konzentrationen dort zuletzt. Aber wie beim PCB seien auch beim Quecksilber die Werte alles andere als niedrig, sagt Kammann. Außerdem, so die Fischereibiologin, bedeuteten die sinkenden Werte in der Meeresumwelt nicht gleichzeitig, dass auch die Belastung der Meerestiere sinke. Kammann zeigte das jüngst in einer Studie, für die sie Klieschen genauer untersuchte. Sie stellte fest, dass diese Plattfische trotz der sinkenden Werte in der Umwelt stärker als früher mit Quecksilber belastet waren. Ein Effekt des Klimawandels, vermutet Kammann: Durch das wärmere Wasser könne sich das Quecksilber vielleicht leichter aus den Sedimenten lösen und "bioverfügbarer" werden, wie die Wissenschaftlerin das nennt. Eine andere Hypothese ist, dass sich aufgrund des Klimawandels die Nahrungsketten der Tiere veränderten. Wenn die Klieschen dann andere, stärker belastete Meerestiere äßen, steige auch ihre eigene Belastung.

Sinkende Schadstoffwerte in der Nordsee sind also ein ermutigender Trend, ein Grund für ungetrübte Freude sind sie nicht. Das zeigt auch eine andere Entdeckung im Skagerrak: In den obersten, also jüngsten Sedimentschichten fanden die Forscher um Berit Brockmeyer zwar insgesamt weniger der altbekannten Schadstoffe, dafür stiegen plötzlich die Werte für Arsen deutlich an. "Wir gehen davon aus, dass es aus Weltkriegsmunition stammt, die im Laufe der letzten Jahrzehnte durchgerostet ist und jetzt Arsen freigibt", sagt Brockmeyer. Stimmt diese Vermutung, dann könnte die Arsenbelastung weiter zunehmen. Schließlich schlummern am Nordseeboden schätzungsweise 1,3 Millionen Tonnen Munition, die immer stärker korrodieren und weitere Chemikalien freisetzen könnten.

Hinzu kommt, dass immer wieder neue Stoffe in Umlauf gebracht werden: Zuerst seien es die chlorierten, dann die bromierten Verbindungen gewesen, die als Schadstoffe in die Umwelt gekommen seien, erklärt Brockmeyer. Neuerdings seien es nun die fluorierten Verbindungen. "Wenn eine Substanz verboten wird, kommt immer auch gleich die nächste." Besondere Sorgen bereiten der Umweltwissenschaftlerin daher derzeit die sogenannten PFAS, die per- und polyfluorierten Alkylsulfonsäuren. "Das ist die neueste Schadstoffgruppe, die wir untersucht haben. Und aus dieser Gruppe wurden bereits 4700 Substanzen in der Umwelt nachgewiesen. Aber bislang sind nur zwei Substanzen verboten."

Diese Entwicklung müsse man im Auge behalten und umweltschädliche Stoffe möglichst schnell identifizieren, meint Brockmeyer. Eine Gefahr für Nordseeurlauber oder Fischesser sieht sie indes nicht. Man könne frischen Fisch aus der Nordsee noch immer ohne Magengrummeln genießen, beruhigen Brockmeyer wie Kammann gleichermaßen. "Aber für die ganz kleinen Meeresorganismen", sagt Brockmeyer, "kann das schon eine große Belastung darstellen."