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Ozeane in Gefahr, Menschheit in ihrer Existenz bedroht

Great Barrier Reef, Foto: Toby Hudson / CC BY-SA 3.0

Unsere Ozeane können gewaltige Mengen an Wärme und Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Doch Versauerung, Erwärmung und Sauerstoffmangel setzen die biochemischen Kreisläufe und Ökosysteme in den Ozeanen und damit deren Bewohner unter Stress. Das zeigen etliche Studien, darunter die von Nicolas Gruber[1] an der ETH Zürich (2011).

Unter den Veränderungen leiden besonders die farbenprächtigen Korallen, die in Symbiose mit Algen die Meere besiedeln und von denen es etwa 4.000 bekannte Arten gibt und die seit etwa 225 Millionen Jahren auf der Erde zu Hause sind. Korallenriffe[2] bedecken die Weltmeere zu etwa einem Prozent und sind Lebensraum für rund eine Millionen Tier- und Pflanzenarten. In ihnen leben Seesterne und Muscheln, Jungfische suchen hier ihre Nahrung, bevor sie ins offene Meer ziehen.

Ein Fünftel aller Korallenriffe ist bereits vernichtet, heißt es, ein weiteres Viertel steht kurz vor dem Kollaps. Denn sie bleichen aus - in allen Teilen der Welt: Auf den Malediven, in der Karibik, im Südpazifik, vor Hawaii oder rund um die thailändischen Inseln. Vom bekanntesten Riff, dem Great Barrier Reef an der 2300 Kilometer langen Küste im Nordwesten Australiens, kam im Mai 2016 die Nachricht, dass zwei Drittel der Korallen auf mehr als 700 Kilometer Länge durch anhaltende Korallenbleiche abgestorben seien.

Der Grund ist die anhaltende Erwärmung der Meere: So war im Februar, März und April 2016 das Wasser ein Grad wärmer als gewöhnlich. Unter den erhöhten Wassertemperaturen im Pazifik leiden vor allem die Algen, die auf den Korallen siedeln und diesen ihre Farbe geben. Sie sind für die Korallen überlebenswichtig. Steigt die Temperatur über 30 Grad Celsius, stoßen die Polypen die Zooxanthellen innerhalb weniger Stunden ab.

Zurückbleibt das weiße Skelett der Korallen. Zwar können sich die betroffenen Korallen erholen, aber nur, wenn sie der Bleiche nicht zu lange ausgesetzt sind. Die Erholungsphase dauert, falls sie nicht durch erneute Hitzewellen unterbrochen wird, etwa 10 bis 15 Jahre[3]. In einer Studie von 2016 dokumentiert[4] die unabhängige Umweltorganisation Climate Council detailgenau Entwicklung und Zustand des geschädigten Riffs.

Betroffen seien alle Ozeane, am stärksten allerdings der Nordpazifik. Ohne Korallen gibt es weniger Arten und weniger Fische. Die Folgen für die Fischerei bleiben nicht aus, bedenkt man, dass mehr als zehn Prozent der jährlich gefangenen 89 Millionen Tonnen Fisch in den Riffs leben. Wenn sie sterben, verschwinden nicht nur die natürlichen Schutzwälle gegen Stürme und Überflutung. Auch das Geschäft mit dem Tourismus leidet. Eine Million Urlauber, schätzen Experten, könnten der Region künftig fernbleiben. In diesem Fall entginge dem australischen Staat jährlich eine Milliarde australische Dollar.

Doch Korallenriffe beherbergen nicht nur bunte Fische, die für tauchende Touristen interessant sind. Sie produzieren auch Sauerstoff, der während der chemischen Prozesse im Rahmen der Photosynthese freigesetzt wird, weshalb sie auch als Unterwasser-Regenwald bezeichnet werden. Der Sauerstoffgehalt der Ozeane, der in den letzten 50 Jahren um zwei Prozent gesunken ist, könnte sich bis 2100 um bis zu sieben Prozent vermindern, vermuten[5] Wissenschaftler. Dabei brauchen gerade größere Fische sauerstoffreiches Wasser zum Überleben.

Zwar können sich Korallen mit Hilfe der vielen verschiedenen Untergruppen von Algen assoziieren und anpassen, erklärt Korallenforscher Claudio Richter[6] vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven in einem Interview[7] mit dem Deutschlandfunk. Doch die aktuelle Erwärmung gehe so schnell, dass die Korallen mit dem Anpassungsprozess nicht hinterher kommen.

Eine vergleichbare Situation für die Korallen gab es vor 55 Millionen Jahren. Allerdings erfolgt die Erwärmung heute deutlich schneller. Es sind Nuancen in Temperatur und Säuregehalt, die darüber entscheiden, ob die Korallen leben oder sterben. Im Küstengewässer vor Kimberley, im Nordwesten Australiens, liegen die Korallen regelmäßig frei und sind dadurch einem besonders großen Hitzestress ausgesetzt.

Dort hat sich der widerstandsfähige Organismus dieser Art der Extremsituation angepasst. So untersuchten Forscher, ob sich die hitzebeständigen Korallen auf andere verpflanzen lassen und ob sich weniger widerstandsfähige Korallen stressigeren Umweltbedingungen[8] anpassen können. Im Mai 2016 - nach zwei Jahren Rekordhitze - waren schließlich 15 Prozent der widerstandsfähigen Super-Korallen in Kimberley der Hitze zum Opfer gefallen.

Um das Korallen-Sterben aufzuhalten, versuchen Wissenschaftler wie Ruth Gates vom Hawaii Institute of Marine Biology dem evolutionären Anpassungsprozess nachzuhelfen. Die britische Meeresbiologin züchtet besonders widerstandsfähige Super-Korallen, die jeder Art von Hitze oder Verschmutzung widerstehen. Kritiker befürchten allerdings, empfindliche Ökosysteme könnten dadurch für immer verändert werden[9].

Inzwischen fanden[10] Forscher am Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel heraus, dass ein gleichzeitiger Anstieg der Wassertemperaturen zumindest einer bestimmten Kaltwasserkorallenart helfen könnte, mit den negativen Folgen der Versauerung im Ozean zurechtzukommen.

Für die meisten Meeresbewohner ist Erwärmung kombiniert mit Versauerung allerdings von Nachteil. Seit einigen Jahren stellen Wissenschaftler fest, dass sich das Tiefenwasser deutlich erwärmt. Eine Ursache dafür fanden sie im Südpolarmeer: Das Oberflächenwasser rund um die Antarktis wurde immer salzärmer, auch deshalb, weil die sommerlichen Regenfälle über dem Ozean zunahmen. Normalerweise sinkt das kalte Wasser auf den Meeresboden und beliefert von da aus die Bodenströmungen.

Eine geringere Dichte des frischeren Oberflächenwassers könnte die Zufuhr von kaltem Wasser unterdrücken. Das Tiefenwasser erwärmt sich, weil es nicht mehr genügend Nachschub von Kaltwasser erhält, erklärt[11] der Ozeanograf Gregory Johnson[12] von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in Seattle.

Da es als einziges Meer seinen Kontinent komplett umfließt, funktioniert das Südpolarmeer wie eine gewaltige Pumpe, die die Strömungen der anderen Ozeane antreibt. Damit kommt ihm im Klimageschehen eine große Bedeutung zu. Reich an Phytoplankton, erzeugt es mehr Sauerstoff als alle Regenwälder zusammen. Weil kaltes Wasser Kohlendioxid besser speichern kann als warmes, nimmt der kälteste Ozean der Welt rund 40 Prozent des Menschen gemachten Kohlendioxids aus der Atmosphäre auf.

Im Meer lebendes Phytoplankton bindet das Kohlendioxid und versenkt es in der Tiefsee. Allerdings wird das Meer dadurch immer saurer. So fanden südafrikanische Wissenschaftler anhand von Proben heraus, dass die Kalkskelette, die einige Spezies mit dem im Wasser gelösten Kohlendioxid aufgebaut haben, in den letzten Jahren wegen Übersäuerung im Zerfallen begriffen waren. Nicht nur die Kalk-Behausungen werden durch Versauerung geschädigt[13]. Sinkt der pH-Wert im Wasser unter 7,6, reißen bei Miesmuscheln die Fäden, die sie am Meeresboden halten. So können sie leichter weggespült und für andere Tiere zur Beute werden.

Das Phytoplankton, das äußerst empfindlich auf unscheinbarste Veränderungen in der Umwelt reagiert, hat sich im Vergleich zu früheren Messungen im Südpolarmeer bereits stark reduziert - mit Auswirkungen auf die Nahrungskette. So muss die Rossrobbe, die an deren Ende steht, inzwischen nicht nur auf andere Beutetiere zurückgreifen, sondern auch längere Wege zurücklegen, um überhaupt noch Beute zu finden - ein sicheres Zeichen, dass das Nahrungsangebot schrumpft, glauben die Forscher.

Bereits frühere Messungen zeugen von einer schwankenden Kohlenstoffaufnahme des Südpolarmeeres. Bisher absorbierte das Wasser im südlichen Ozean etwa zehn Prozent der überschüssigen Wärme aus dem globalen Temperaturanstieg. Inzwischen stellt sich die Frage, ob das Südpolarmeer seine Schutzfunktion für das Klima noch aufrechterhalten kann.

Seit Jahrtausenden ist im arktischen Meeresboden gefrorenes Methanhydrat gespeichert. Stabil ist es nur bei hohem Druck und niedrigen Temperaturen. Kalt genug ist es normalerweise in Tiefen ab rund 500 m Meerestiefe, in der Arktis liegt die Grenze etwas höher. Durch den Klimawandel, aber auch durch Förderung von Öl und Erdgas werden die Methanhydrate allmählich instabil und strömen in zunehmendem Maße aus dem sich erwärmenden Ozean. Allerdings entwickeln sich in der Nähe des heißen Wassers auch Lebensgemeinschaften spezieller Mikroorganismen. So gibt es im warmen Pazifik Bakterien, die Methan effizient verzehren.

Forscher des Alfred-Wegener-Institutes untersuchten[14] die Frage, ob es ähnliche Bakterien im Aurora-Vent-Gebiet im Arktischen Ozean gibt. Hier entströmen aus den so genannten Schwarzen Rauchern riesige Methanblasen. Wie Analysen von Wasserproben aus bis zu 4.500 Metern Tiefe zeigten, sind Temperatur und Eisenwerte, aber auch die Methanwerte alarmierend hoch, was bedeutet, dass sich große Mengen an Methanhydrate am Meeresboden bereits aufgelöst haben.

Auf der andern Seite zeugen tiefe Krater, besiedelt mit Schwammkolonien, die nur durch Druckwellen entstanden sein können, von Bakterien-Aktivitäten. Aus den sehr hohen Methanwerten rund um die so genannten Schwarzen Raucher schließen die Forscher, dass die frei gesetzten Mengen sehr hoch sein müssen, so dass sie auch durch Methan fressende Bakterien nicht zersetzt werden können.

Nun heizt das entströmende Methan, das als Treibhausgas 25 Mal wirksamer ist als Kohlendioxid, die Atmosphäre weiter an. Bereits vor 55 Millionen Jahren erwärmte sich das Klima auf der Erde um etwa sieben Grad, auch damals stieg der Methangehalt in der Atmosphäre, allerdings bedeutend langsamer als heute[15]. Auch in der Barentssee am südlichen Rand des Nordpolarmeeres[16] wurde austretendes Methan beobachtet. Dies verbleibe zumindest während der Sommerzeit im Ozean, wo ein Teil des gelösten Gases durch Mikroben oxidiert wird, schreiben die Autoren einer in Nature veröffentlichten Studie[17].

Zwar seien keine direkten anthropogenen Ursachen erkennbar, allerdings könne der Mensch die Methanfreisetzung auch hier beeinflussen. Die globale Erwärmung beschleunige das Schmelzen der Gletscher, in Folge dessen erhöhen sich die organischen Stofftransporte - dies wiederum treibt die Methanproduktion an.

Die Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre ist nah am Limit. Jüngsten Messungen zufolge liegt der Wert inzwischen bei über 410 ppm. Wissenschaftler warnen davor, dass sich die Erde ab 450 ppm um mehr als zwei Grad Celsius erwärmt[18].

In diesem Fall würde sich das Artensterben massiv beschleunigen. Die Menschheit wäre in ihrer Existenz bedroht. Auf der anderen Seite können wir den Klimawandel noch ausbremsen, heißt es, wenn wir es schaffen, die Emissionen zu verringern[19].

Reef-Check in Australien. Bild: Steveprutz[20] /CC BY 3.0[21]

An Erkenntnissen und Veröffentlichungen mangelt es nicht. Bereits vor elf Jahren hatte der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung in einem Sondergutachten vor den klimatischen Veränderungen in den Meeren gewarnt[22]. Doch wer liest so was - außer dem Fachpublikum? Und wer zieht daraus die nötigen Konsequenzen?

Sicher wäre dem Klimaschutz wäre effizient geholfen, wenn keine Braunkohle mehr gefördert oder verbrannt würde. Die Bürgerbewegung Campact ist davon überzeugt, die Korallenriffe auf diesem Weg noch retten zu können[23]. Allerdings werden die Politiker immer unfähiger, unabhängige Entscheidungen zum Wohle der Menschen und des Planeten zu treffen.

Beispiel Arktis: Anstatt sie unter Schutz zu stellen, streiten sich die Anrainerstaaten des Nordpolarmeeres, wer die verbleibenden Bodenschätze abbauen darf[24]. Auf der andern Seite können auch wir Verbraucher etwas tun, und zwar sofort - sei es bei der Wahl des Urlaubszieles oder der Fortbewegungsmittel. Möglichkeiten gibt es viele. Wir müssen nur endlich handeln.

Tipp:

Der Wandel der Meere ZDF-Beitrag vom 18.04.2017[25] oder auf YouTube[26]


URL dieses Artikels:
http://www.heise.de/-3713691

Links in diesem Artikel:
[1] https://www.researchgate.net/publication/51059936_Warming_up_turning_sour_losing_breath_Ocean_biogeochemistry_under_global_change
[2] http://www.3sat.de/page/?source=/nano/glossar/korallen.html
[3] https://www.tagesschau.de/ausland/great-barrier-reef-125.html
[4] http://www.globalcoralbleaching.org/wp-content/uploads/2016/05/Australias-Coral-Reefs-Under-Threat-From-Climate-Change.pdf
[5] http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21399.html
[6] https://www.awi.de/ueber-uns/organisation/mitarbeiter/claudio-richter.html
[7] http://www.deutschlandfunkkultur.de/wenn-das-riff-da-vorne-nicht-da-waere-dann-saehe-es-hier.954.de.html?dram:article_id=209549
[8] https://www.zdf.de/wissen/leschs-kosmos/wandel-der-meere-leschs-kosmos-mit-harald-lesch-100.html#/beitrag/video/2767766/Der-Wandel-der-Meere
[9] http://www.zeit.de/2016/46/korallen-klimawandel-riffe-meeresbiologie
[10] http://www.geomar.de/news/article/kaltwasserkorallen-versauerung-schadet-waerme-hilft/
[11] http://www.spektrum.de/news/wie-lange-kann-das-suedpolarmeer-noch-das-klima-schuetzen/1432773
[12] https://www.pmel.noaa.gov/scientist/dr-gregory-c-johnson
[13] http://www.br.de/klimawandel/ozeane-weltmeere-erwaermung-co2-klimawandel-100.html
[14] https://www.zdf.de/wissen/leschs-kosmos/wandel-der-meere-leschs-kosmos-mit-harald-lesch-100.html
[15] http://www.oekosystem-erde.de/html/klimageschichte.html
[16] http://www.goruma.de/Wissen/Naturwissenschaft/Weltmeere_Meere/Barentssee.html
[17] https://www.nature.com/articles/srep42997
[18] https://www.heise.de/tp/features/Kohleausstieg-bis-2035-machbar-3693567.html
[19] https://blogs.ethz.ch/klimablog-archive/2012/02/28/zu-warm-zu-sauer-zu-wenig-luft/
[20] https://commons.wikimedia.org/wiki/Great_Barrier_Reef#/media/File:Reef_check_survey_buddy_pair.png
[21] https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/
[22] http://www.wbgu.de/sondergutachten/sg-2006-die-zukunft-der-meere/
[23] https://blog.campact.de/2017/04/wir-verlieren-die-korallenriffe-jetzt-diesem-moment-warum-die-riffe-sterben-und-wir-dagegen-tun-koennen/
[24] http://derstandard.at/2000055209850/Arktis-Wettruesten-im-oekonomischen-Gemeinschaftsgarten
[25] https://www.zdf.de/wissen/leschs-kosmos/wandel-der-meere-leschs-kosmos-mit-harald-lesch-100.html#/beitrag/video/2767766/Der-Wandel-der-Meere
[26] https://www.youtube.com/watch?v=ctPJqp67OGA