Komplexe Zusammenhänge im Ozean 05.01.2015, 06:55 Uhr

Kalte Dusche aus der Tiefsee hilft hitzegestressten Korallen

Wellenbewegungen in der Wassersäule der Ozeane schaufeln unter bestimmten Bedingungen sehr kühles Wasser aus der Tiefe Richtung Wasseroberfläche. Das schützt die empfindlichen Korallenriffe vor Hitzestress, dem sie durch die globale Erwärmung immer häufiger ausgesetzt sind.

Korallenriff auf der Westseite einer Insel in der Andamanensee. Riffe in dieser Lage sind Internen Wellen und durch den Monsun ausgelösten Strömungen ausgesetzt.

Korallenriff auf der Westseite einer Insel in der Andamanensee. Riffe in dieser Lage sind Internen Wellen und durch den Monsun ausgelösten Strömungen ausgesetzt.

Foto: Marlene Wall/GEOMAR

Manche Erkenntnisse lassen sich nur aus nächster Nähe gewinnen. Zum Beispiel, dass kühles Tiefenwasser Korallenriffe vor Hitzestress schützt. Solche lokalen Phänomene tief unten in den Ozeanen lassen sich von keinem Satelliten im Orbit erkennen. Einzig Tauchgänge vor Ort sind dazu in der Lage. Darauf weisen Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, des Helmholtz-Zentrums für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven (AWI), des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel und des Phuket Marine Biological Center in Thailand in der Januar-Ausgabe der britischen „Proceedings of the Royal Society B“ hin.

Ansteigende Wassertemperaturen bedrohen Korallenriffe weltweit

Korallen sind äußerst temperatursensible Nesseltiere, die sich über Jahrtausende an ein enges Fenster der Wassertemperatur angepasst haben. So kam es in der Andamanensee, das ist ein Randmeer des östlichen indischen Ozeans, in den vergangenen Jahren immer wieder zu erhöhten Wassertemperaturen mit tödlichen Folgen für die dort lebenden Steinkorallen.

Algen, die als Symbioten in einer Zellschicht der Korallen leben, versagen schon bei einem geringen Anstieg der Wassertemperatur als Energielieferant. Die Korallen stoßen die Algen dann ab, können aber alleine nur noch schwer überleben. Der Anstieg der Meerestemperaturen durch die Erderwärmung und die dadurch verursachten Korallenbleichen gelten weltweit als eine der größten Bedrohungen des komplexen Ökosystems Korallenriff.

2010 in der Andamanensee massivste Korallenbleiche

Im Jahr 2010 wurde die Andamanensee von der bisher massivsten Korallenbleiche getroffen. „Die Folgen fielen aber lokal sehr unterschiedlich aus“, betont Dr. Marlene Wall, Biologin am GEOMAR und Erstautorin der jetzt veröffentlichen Studie. Grund für diese Unterschiede sind sogenannte Interne Wellen. Diese bewegen sich anders als Oberflächenwellen innerhalb der Wassersäule im Meer an Dichtesprungschichten, die das kalte Tiefenwasser vom warmen Oberflächenwasser trennen.

Wellen brechen auf dem Kontinentalschelf auf

Treffen solche Internen Wellen auf den Kontinentalschelf brechen sie auf und transportieren kaltes Tiefenwasser bis in die seichten Korallenriffe hinein.

Interne Wellen in der Andamanensee, aufgenommen mit dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) auf dem Satelliten Aqua.

Interne Wellen in der Andamanensee, aufgenommen mit dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) auf dem Satelliten Aqua.

Foto: Jacques Descloitres/MODIS Rapid Response Team/NASA/GSFC

In der Andamanensee können Interne Wellen die Wassertemperaturen um die Korallen herum um bis zu zehn Grad senken. Die Forscher konnten zeigen, dass in Riffen, die durch Inseln abgedeckt lagen, der Hitzestress für diese Riffe um 40 bis 80 Prozent höher war. „Diese Wechselbäder sind Fluch und Segen zugleich. Unter normalen Bedingungen stören die kalten Temperaturen die Korallen. Bei Hitzestress aber bieten sie unverhofft Kühlung und helfen den Korallen damit zu überleben“, sagt Projektleiter Prof. Claudio Richter vom AWI.

Im Januar und März sind Interne Wellen am stärksten ausgeprägt

Am stärksten ausgeprägt sind diese Internen Wellen in der tropischen Andamanensee während des trockenen Nordost-Monsuns zwischen Januar und März. Im Juli und August bläst der Monsun aus Südwesten. Dieser wirbelt die Wassersäule des Ozeans mächtig durcheinander, so dass sich kaum Interne Wellen ausbilden können. Zudem bringt er viel Regen und presst Wasser an die Küsten.

Eine Taucherin dokumentiert die Intensität der Korallenbleiche in der Anadamanensee im Mai 2010 an einer den Internen Wellen abgewandten Inselseite. 

Eine Taucherin dokumentiert die Intensität der Korallenbleiche in der Anadamanensee im Mai 2010 an einer den Internen Wellen abgewandten Inselseite. 

Foto: Carin Jantzen/AWI

Die Korallenriffe der Inselwestflanken sind dann stärkerer Sedimentation ausgesetzt. „Die Riffe der Westseiten sind darum weniger stark entwickelt“, sagt Marlene Wall, „da Ozeanversauerung und Sauerstoffmangel das Korallenwachstum erschweren.“ Fazit der Meeresforscher: „In Regionen, in denen Interne Wellen auftreten, könnten sie so zum Erhalt der Korallenriffe beitragen.“

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