Att lagra koldioxid (CO2) djupt under havsbotten är ett sätt att motverka den ökande koncentrationen av CO2 i atmosfären. Men vad händer om sådana lagringsplatser börjar läcka och CO2 rinner ut genom havsbotten? Svar på denna fråga har nu getts av en studie som handlar om effekterna av CO2-utsläpp på invånarna i sandiga havsbottnar.

Dag i, dag ut, vi släpper ut nästan 100 miljoner ton koldioxid (CO2) i atmosfären. En möjlig åtgärd mot stadigt ökande växthusgaser är känd som CCS (carbon capture and storage):Här, koldioxiden fångas upp, helst direkt vid kraftverket, och lagras därefter djupt i marken eller under havsbotten. Dock, denna metod medför risk för att reservoarer läcker ut och låter koldioxid strömma ut från marken till miljön. Det europeiska forskningsprojektet ECO2, koordinerad vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, tar upp frågan om hur marina ekosystem reagerar på sådana CO2-läckor. Fältstudien av en internationell grupp forskare ledd av Massimiliano Molari från Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen och Katja Guilini från universitetet i Gent i Belgien, nu publicerad i Vetenskapens framsteg , avslöjar hur läckande CO2 påverkar havsbottnens livsmiljö och dess invånare.

Väsentliga förändringar av alger, djur och mikroorganismer

För sina studier, forskarna besökte naturliga läckor av CO2 i den sandiga havsbotten utanför Siciliens kust. De jämförde det lokala ekosystemet med platser utan CO2-ventilation. Dessutom, de bytte sand mellan platser med och utan CO2-ventilation för att studera hur bottenboende reagerar och om de kan anpassa sig. Deras slutsats:Ökade CO2-nivåer förändrar ekosystemet drastiskt. "De flesta av djuren som bor på platsen försvann på grund av effekten av den läckande CO2", Massimiliano Molari rapporterar. "Ekosystemets funktion stördes också – och vad mer, långsiktigt. Även ett år efter att det CO2-ventilerade sedimentet hade transporterats till ostörda platser, dess typiska sandiga sedimentsamhälle hade inte etablerats."

Forskarna rapporterar följande detaljer:

• Tillsammans med de stigande gasbubblorna, näringsämnen transporterades till ytan. Som ett resultat, små alger i sanden växte mycket bättre.
• De små och större djuren (ryggradslösa djur medo- till marofauna) som lever i sanden drabbades särskilt hårt av en CO2-läcka:deras antal och mångfald minskade avsevärt med ökande koldioxidnivåer. Djurens biomassa sjönk till en femtedel, även om mer mat faktiskt var tillgänglig på grund av de många små algerna
• Antalet mikroorganismer som lever på havsbotten minskade inte när CO2 ökade, men deras sammansättning förändrades väsentligt.
• Det modifierade samhället av organismer ledde till en förändring i hela ekosystemet. De flesta invånare kan inte anpassa sig till de förändrade miljöförhållandena på lång sikt. Istället, få arter, som bättre kan hantera de ökade CO2-nivåerna, befolka sanden.

"En läcka i ett kollagringssystem under havet förändrar i grunden kemin hos sandiga havsbottnar och därefter hela ekosystemets funktion", sammanfattar Molari. "Det är, det finns en stor risk att ett koldioxidläckage skadar det lokala ekosystemet. Dessa koldioxidlagringssystem kan trots allt globalt minska klimatförändringarnas inverkan."

En första helhetsöversikt

För första gången, denna aktuella studie ger en "holistisk" bild av effekterna av ökande CO2-koncentrationer på havsbotten. Den tar hänsyn till både biologiska och biogeokemiska processer och olika nivåer i näringskedjan, från mikrober till stora ryggradslösa djur.

CCS-anläggningar är redan i drift, till exempel utanför norska kusten. Inom Europeiska unionen, CCS anses vara en nyckelteknologi för att minska utsläppen av växthusgaser. "Våra resultat visar tydligt att platsvalet och planeringen av kollagringssystem under havsbotten också kräver en detaljerad studie av invånarna och deras ekosystem för att minimera skadorna", understryker forskningschef Antje Boetius. "Med det sagt, Det globala havsskyddet inkluderar också åtgärder mot de fortfarande höga CO2-utsläppen."