Übersäuerung - Unterwasservulkane

Wie funktioniert das mit der Übersäuerung der Ozeane, warum können Kalkalgen ihr Skelett nicht mehr aufbauen?
Jörg Wendemann, Bremen

Löst sich Kohlendioxid (CO2) in Wasser, so reagiert es mit diesem und produziert Kohlensäure (CO2 + H2O ergibt H2CO3). Diese zerfällt weiter in verschiedene Ionen, nämlich in Bikarbonat (HCO3-) und Karbonat (CO32-) wobei ein bzw. zwei Wasserstoffionen (H+) freiwerden. Diese Ionen bestimmen den pH-Wert: je mehr, umso niedriger der pH, umso saurer die Lösung. Steigt die CO2-Konzentration im Wasser, da mehr aus der Atmosphäre aufgenommen wird, entsteht mehr Bikarbonat und so mehr H+-Ionen. Um dieses abzupuffern, reagiert ein Teil des Karbonats mit den H+-Ionen und verwandelt sich in Bikarbonat. Karbonat ist Ausgangsmaterial für die kalkigen Skelette und Schalen von vielen Algen, Seeigeln, Fischlarven, Korallen, Muscheln und Schnecken. Sinkt seine Konzentration, fällt es ihnen schwerer Kalk abzuscheiden. Zudem löst sich der Kalk bei niedrigerem pH-Wert schneller auf. Die Übersauerung der Ozeane ist daher ein riesiges Problem, an dem zurzeit intensiv geforscht wird. Im Moment liegt der pH-Wert an der Oberfläche der Ozeane im Schnitt bei 8,1 und damit um 0,1 niedriger als noch vor 200 Jahren. Da es sich um eine logarithmischen Skala handelt, bedeutet dies etwa 30% mehr H+-Ionen. Bis 2100 könnte der pH-Wert bis auf 7,7 fallen.

Im 16.-18. Jahrhundert führten englische Schiffe neben dem klassischen Union Jack eine Flagge mit rotem Kreuz auf weißem Grund. Hat diese Kennung etwas mit dem irischen St. Patrick-Kreuz zu tun?
Peter Lehmann, Rosenheim

Ja. Das die Zentralachsen dominierende rote Kreuz ist das des englischen Schutzpatrons St. Georg; das diagonal verlaufende weiße Kreuz ist St. Andrew, dem schottischen Schutzheiligen, zugeordnet. Das ebenfalls diagonale rote Kreuz wird St.-Patricks-Kreuz genannt. Tatsächlich handelt es sich dabei jedoch um das Kreuz der Geraldines, einer seinerzeit sehr mächtigen irischen Familie. Diese Flagge wie auch der Begriff „Union Jack“ selbst bezieht sich auf die am 1. Januar 1801 vollzogene Vereinigung Englands und Schottlands mit Irland. Unter „Jack“ ist der auf dem Vordeck eines Schiffes gehisste Stander zu verstehen. So gesehen steht der Union Jack für den politischen Willen der drei Mitglieder des Vereinigten Königreichs, fortan unter gemeinsamer Flagge zu segeln.

Unter welchen Voraussetzungen zieht ein versinkendes Schiff einen auf dem Wasser treibenden Schiffbrüchigen durch seinen Strudel in die Tiefe?
Siegfried Streicher, per Email

„Wir können keine konkreten Beispiele für einen solchen Fall benennen“, teilt die Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger mit. Zwar könne nicht ausgeschlossen werden, dass Schiffbrüchige durch den Sog unter die Wasseroberfläche geraten. Aber: „Die Vorstellung, mit in die Tiefe gerissen zu werden, gehört wohl eher in die Kategorie der unzerstörbaren Mythen.“ Auch die Bundesstelle für Seeunfalluntersuchung und die Bundesmarine kennen keine einschlägigen Seenotfälle. Die Seeberufsgenossenschaft weist darauf hin, dass Schiffbrüchige so lange wie möglich an Bord des havarierten Schiffes bleiben sollten. Zudem kommt es jeweils auf die konkreten Bedingungen des Seenotfalls wie Wind und Wetter, Art der vorhandenen Rettungsmittel, Schiffstyp oder Qualifikation der Besatzung an. Nur in extremen Fällen bleibt der Sprung ins Wasser mit angelegter Rettungsweste, um schwimmend das leer ausgesetzte Rettungsboot zu erreichen, führt das Handbuch Schiffssicherheit aus. Denn die bittere Erfahrung lehrt, dass in aufgewühlter See treibende Schiffbrüchige kaum zu entdecken sind und eher an Unterkühlung und Erschöpfung sterben als dass sie unter Wasser gezogen werden.

Feuer kann bekanntlich nur bei ausreichender Sauerstoffzufuhr brennen bzw. glühen. Wieso erstickt vulkanisches Feuer unter Wasser oder tief im Erdinnern nicht?
Franz Manser, Minusio/Schweiz


Wichtig ist es, zwischen Brennen und Glühen zu unterscheiden. Bei dem "vulkanischen Feuer" im tiefen Erdinneren handelt es sich nicht um Verbrennungsprozesse, sondern um mehr als 1.000 Grad Celsius heiße, glühende Gesteinsschmelzen. Eine Verbrennung ist eine chemische Reaktion mit Sauerstoff, bei der Wärme und oft eine sichtbare Flamme entsteht, während Glühen die Ausstrahlung von Licht durch einen sehr heißen Körper bezeichnet und daher keinen Sauerstoff erfordert. Daher glüht Lava im Erdinnern oder unter Wasser so lange bis sie abgekühlt ist.
Eine dunkle Rotglut entsteht bei etwa 400 Grad, eine Weißglut bei 1.200 Grad Celsius. Das bekannteste Beispiel ist die "brennende" Glühbirne, die natürlich nicht brennt im Sinne von Feuer, sondern nur glüht. "Lavaströme unter Wasser glühen gelb, werden allerdings durch das kalte Wasser schnell abgeschreckt, so dass sich in Sekunden eine Glaskruste bildet", sagt der Bremer Vulkanologe Dr. Andreas Klügel.