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Ökosystem Meer in Gefahr Ozeane werden warm und sauer

Je mehr CO2 ausgestoßen wird, desto mehr leiden die Meeresbewohner: Das Wasser wird wärmer und sauerer, der Kalk von von Muschelschalen und Korallen löst sich auf, Sauerstoff fehlt. Das ganze Öko-System Ozean ist in Gefahr.

Stand: 17.11.2018

Die Meere weltweit leiden besonders am Klimawandel, auch wenn das für uns nicht auf den ersten Blick zu sehen ist. Ozeane absorbieren einen großen Teil der globalen Erwärmung - buchstäblich: Das Wasser "schluckt" mehr von den höheren Temperaturen als Landmassen, es erwärmt sich stärker.

Die Ozeane erwärmen sich aber nicht nur stetig, sie nehmen auch rund ein Drittel des ausgestoßenen Kohlendioxids auf, Jahr für Jahr. Und so bringen die großen Mengen an Treibhausgasen, die wir in die Atmosphäre entlassen, auch das Leben im Wasser durcheinander - mit weitreichenden Folgen für ein komplexes Ökosystem.

Ozeane versauern

Schneckenhäuser aus Kalk lösen sich in saurem Wasser auf.

Alle Meeresbewohner, die eine Kalkschale bilden, etwa Muscheln, Seesterne, Korallen, Krebse und Seeigel, haben ein Problem: Wenn Kohlendioxid vom Meer aufgenommen wird, reagiert es mit Wasser und wird zu Kohlensäure. Das lässt den pH-Wert des Wassers sinken, die Meere werden saurer. Das greift zum Beispiel die kalkige Schutzhülle von Muscheln an. Damit fallen die Meeresbewohner nicht nur als Schadstofffilter, sondern auch als Futter für andere Lebewesen aus.

Säure-Wert sinkt seit Beginn des Industriezeitalters

Taucher entnehmen einen Korallenbohrkern im Südpazifik. Zum Schutz der Koralle wird das Bohrloch anschließend mit Zement aufgefüllt.

Dass der Mensch für die Versauerung der Meere verantwortlich ist, zeigt die Untersuchung eines Bohrkerns aus einem Korallenriff im südlichen Pazifik. Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung haben diesen auf chemische Elemente wie Bor und Sauerstoff untersucht. An der Verteilung der Isotope lässt sich der Säure-Wert und die Temperatur des Wassers in der Vergangenheit ablesen. Die Meereswissenschaftler konnten nachweisen, dass unter dem Einfluss der Industrialisierung Ende des 19. Jahrhunderts der pH-Wert deutlich zu sinken begann. Ihre Studie erschien im Juni 2018 in der Zeitschrift Nature Communications.

Miesmuscheln verlieren den Halt

Miesmuscheln verlieren im sauren Wasser ihren Halt.

Wenn die Meere saurer werden, kämpfen Miesmuscheln mit einem speziellen Problem: Sinkt der pH-Wert des Wassers unter 7,6 - also in Richtung sauer - schwächeln die klebrigen Haltefäden der Meeresmuscheln. Die ansonsten stabilen Fäden härten im sauren Wasser nicht mehr richtig aus. Als Folge reißen sie und die Muscheln verlieren bei turbulenten Gezeiten ihren Halt auf dem Untergrund. So werden sie leichte Beute für Seesterne, Krabben oder Fische.

Miesmuscheln behaupten sich auch in saurer werdendem Wasser.

Allerdings können sich Miesmuscheln auch in saurer werdendem Meer behaupten: Ein dreijähriges Projekt der Meeresbiologen um Jörn Thomsen vom Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel konnte nachweisen, dass Gemeine Miesmuscheln (Mytilus edulis) über drei Generationen sowie in zwei Lebensräumen die lebensnotwendigen Kalkschalen ausbilden. Einmal in der Kieler Förde in der Ostsee mit zeitweise hohen CO2-Konzentrationen sowie vor Sylt in der Nordsee mit stabileren Verhältnissen.

Tag der Ozeane

Am 8. Juni ist Welttag der Ozeane. Der Aktionstag wurde 2008 von den Vereinten Nationen ins Leben gerufen. Wissenschaftler und Umweltschützer betonen dann die Bedeutung der Weltmeere für die Nahrungsversorgung und das globale Überleben. Sie warnen vor Klimawandel, Umweltverschmutzung und Überfischung.

Die Untersuchungen liefen zwischen 2012 und 2014. Die Ergebnisse wurden im April 2017 im Fachjournal "Science Advances" publiziert. "Auf lange Sicht kann man sagen, dass sie sich offensichtlich den Bedingungen anpassen. Die Kieler (Muscheln) waren relativ tough", so Thomsen. Offensichtlich entwickelten die Kieler Muscheln Mechanismen, um die Schalenbildung zu sichern. Welche genau, ist noch unklar.

Vielfältige Gefahr - Schutz durch Vielfalt

Korallenriff im Roten Meer

Nicht alle Meereslebewesen sind von der Versauerung im gleichen Maße betroffen. Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven konnten im August 2013 zeigen, dass vor allem Korallen, Weichtiere, Seeigel und Seesterne leiden. Fische dagegen können sinkende pH-Werte in ihrem Blut wieder ausgleichen. Korallen sind besonders empfindlich und bilden bei saurem Wasser ihr Kalkskelett nicht richtig aus. Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung sagte im September 2012 voraus, dass über zwei Drittel der tropischen Korallenriffe im Jahr 2030 zerstört sein könnten. Der Grund: die Versauerung und zu warmes Meerwasser. Ein Temperaturanstieg von zwei Grad kann für Korallen tödlich sein, weil sie dann Einzeller, mit denen sie in Symbiose leben, abstoßen und letztlich verhungern.

Weniger Plankton, weniger Nahrung für die Meerestiere

Pflanzliches Plankton ist in Gefahr.

Wenn die Meere weiter versauern, ist auch das pflanzliche Plankton gefährdet. Wissenschaftler haben beobachtet, dass die winzigen Algen umso weniger Eisen aufnehmen können, je niedriger der pH-Wert des Wassers ist. Den Mineralstoff brauchen sie jedoch für ein gesundes Wachstum. Viele Arten von Phytoplankton bilden außerdem Kalkskelette aus und sind damit doppelt betroffen.

Versauerung läßt Kalk schwinden

Früher waren die Schalen der Kalkalgen dicker (links). Heute werden sie immer dünner.

Forscher untersuchten solche Kalkalgen auf der ganzen Welt und konnten so die Kalkbildung in den vergangenen 40.000 Jahren dokumentieren. Das Ergebnis der Studie vom Sommer 2011, an der auch das Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut beteiligt war:

Vom Wandel betroffen

Eine farbenprächtige, riesige Planktonblüte, die der Satellit Envisat im Norden Europas aufgenommen hat. | Bild: picture-alliance/dpa zum Artikel Plankton Die Basis des Lebens im Meer

Für das bloße Auge sind sie meist unsichtbar, für das Leben in den Ozeanen aber unerlässlich: pflanzliche und tierische Kleinstlebewesen. Sie dienen vielen Tieren als Nahrung. Doch wie wirkt der Klimawandel auf das Plankton? [mehr]

Mit zunehmender Versauerung der Meere sei eine Verschiebung hin zu Arten mit schwächeren Schalen zu erkennen. Nur in einer stark versauerten Meeresregion von Chile beobachteten sie das Gegenteil: Hier gibt es Kalkalgen mit extrem starken Schalen - wahrscheinlich eine Anpassung an die veränderten Meeresbedigungen. Doch das scheint eine Ausnahme zu sein.
Wenn erstmal das pflanzliche Plankton Schaden nimmt, das die winzigen Krillkrebse zum Überleben brauchen, die wiederum die Nahrungsgrundlage für Wale und Fische bilden, dann könnte die Unterwasserwelt bald ziemlich leer und verwaist sein.

Weitere Gefahr: Korallen bricht Nahrungsquelle weg

Steinkoralle im Roten Meer

Korallen leiden nicht nur an der Versauerung der Ozeane, sondern immer häufiger auch an Hunger: Normalerweise leben sie symbiotisch mit in ihnen lebenden Algen zusammen. Die Algen versorgen die Koralle mit großen Mengen an Zucker und erhalten im Gegenzug Stickstoff. Dieses System ist sehr fein ausbalanciert und funktioniert nicht mehr richtig, sobald die Koralle gestresst wird, etwa durch die Wassererwärmung: Die Alge wird dann als Fremdkörper wahrgenommen und von einer Immunreaktion der Koralle bedroht. Schließlich bricht der Koralle eine wichtige Nahrungsquelle weg. Schätzungsweise sind rund 20 Prozent der Korallenriffe schon abgestorben, weitere 24 Prozent sind akut bedroht.

Trotzdem profitieren einige Arten

Die Seepocke gedeiht im sauren Wasser - sie kann sich dort besser vermehren.

Es gibt nur wenige Meeresbewohner, denen die zunehmende Kohlensäure im Wasser nichts ausmacht: Die Seepocke profitiert sogar davon, sie vermehrt sich bei sinkendem pH-Wert. Und auch für so manche Muschel hat das saure Wasser einen Vorteil: Ist zu viel Kohlensäure im Wasser, wandern die Krebse ab, die sich normalerweise am Innenleben der Muscheln laben würden. Damit hat die Muschel ein Problem weniger: Wenn ihr Hauptfeind verschwindet, steigt die Chance, dass sie sich an die veränderten Lebensbedingungen anpassen kann.

Fische flüchten in kältere Regionen

Viele Fischarten wie etwa der Kabeljau wandern in kältere Gefilde ab, weil sie mit den wärmeren Temperaturen nicht zurecht kommen und ihnen weniger Sauerstoff zur Verfügung steht. Dies ist ein weltweites Phänomen: Der Sauerstoffgehalt in den Weltmeeren hat seit 1960 im Schnitt um mehr als zwei Prozent abgenommen, so das Ergebnis einer Studie des Geomar Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung aus dem Jahr 2017. Doch nicht alle Meeresbewohner können abwandern, warnt Professor Wolfgang Kießling vom Museum für Naturkunde in Berlin: Ein Ausweichen in kühlere Meerestiefen sei für die meisten Meeresbewohner keine Option. In tieferen Bereichen fehlten Sonnenlicht und pflanzliche Nahrung. Ohne Anpassung könne es deshalb zu einem erhöhten Artensterben in den Meeren kommen.

"Das Gros des durch Menschen bedingten Temperaturanstiegs seit den 1970er-Jahren - unglaubliche 93 Prozent - ist vom Ozean absorbiert worden, der wie ein Puffer gegen den Klimawandel agiert. Aber das hat seinen Preis."

Dan Laffoley, bei der Weltnaturschutzunion (IUCN) zuständig für Meeresschutzgebiete

Lebensräume um zehn Breitengrade verschoben

Anfang September 2016 stellten rund 80 Forscher aus zwölf Ländern ihre bisherigen Erkenntnisse auf dem Kongress der Weltnaturschutzunion (IUCN) vor: Im Zuge der Ozeanerwärmung haben sich die marinen Lebensräume von den Polen bis zu den Tropen bereits verändert. Plankton, Quallen, Schildkröten und Seevögel seien schon zehn Breitengrade in Richtung der kühleren Pole gewandert. In tropischen Regionen sei ein Rückgang der Fischbestände zu erwarten. Bleibe der Ausstoß von Treibhausgasen unverändert, könnten die Fangerträge in Südostasien bis 2050 um 10 bis 30 Prozent unter dem Mittel von 1970 bis 2000 liegen. Laut der Forscher gibt es Anzeichen, dass im wärmeren Wasser mehr Pflanzen und Tiere erkranken. Auch für den Menschen gefährliche Erreger könnten sich dadurch schneller ausbreiten.

Clownfische finden keine Heimat

Bald heimatlos: der Clownfisch

Manche Tierarten kommen bereits jetzt völlig durcheinander: Clownfisch-Larven verlieren zum Beispiel ihren Geruchssinn, den brauchen sie aber dringend, um ihre Heimat zu finden. Andere Arten denken aufgrund der höheren Temperatur, es wäre schon Zeit zur Eiablage - ein Trugschluss, denn entweder ist noch nicht genügend Nahrung vorhanden - oder es tummeln sich noch zu viele Fressfeinde in der Nähe.

"Der einzige Weg, die reiche Vielfalt des Meereslebens zu erhalten sowie den Schutz und die Ressourcen, die die Ozeane uns liefern, zu sichern, ist, den Treibhausgas-Ausstoß schnell und deutlich zu verringern."

Inger Andersen, IUCN-Generaldirektorin

Steigende Wassertemperaturen haben noch einen weiteren Effekt: Das Wasser dehnt sich aus. Der drohende Anstieg der Meerespegel durch das Abschmelzen der Polkappen und Grönlandgletscher wird so noch verstärkt.

  • Klimaflüchtling Kabeljau. IQ - Wissenschaft und Forschung, 30.11.2018 um 18:05 Uhr, Bayern 2
  • Klimawandel - Wie der Pazifik das Paradies verschluckt. alpha-demokratie weltweit, 05.10.2018 um 19:30 Uhr, ARD-alpha
  • Wie wir unsere Meere retten können. Planet Wissen, 31.08.2018 um 18:15 Uhr, ARD-alpha
  • Der Mensch und das Meer. Planet Wissen Extra, 08.08.2018 um 18:15 Uhr, ARD-alpha
  • Bedrohtes Great Barrier Reef. IQ, 15.12.2017 um 18:05 Uhr, Bayern 2

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