Ein Forscherteam der University of Colorado in Boulder hat nachgewiesen, dass in Teilen des Indischen Ozeans der Meeresspiegel signifikant ansteigt. Betroffen davon sind die Küsten in der Bengalenbucht, der Arabischen See, Sri Lanka, Sumatra und Java. Laut den Forschern um die Geophysikerin Weiqing Han ist der Mensch zumindest teilweise dafür verantwortlich.
“Die Studie im Fachmagazin Nature Geoscience bietet einige sehr interessante Aspekte, die auch vielen Wissenschaftlern nicht bekannt sind”, meint Claus Böning stellvertretender Leiter des Forschungsbereichs “Ozeanzirkulation und Klimadynamik” am IFM-Geomar http://www.ifm-geomar.de im pressetext-Interview. Die Hauptursache für den Meeresspiegelanstieg ist weder die thermische Ausdehnung, noch die Gletscherschmelze, sondern die Änderung der windgetriebenen Meeresströmungen.

“Diese sorgen auch dafür, dass der Anstieg sehr inhomogen ist. In manchen Regionen werde es zum Anstieg, in anderen zur Senkung des Meeresspiegels kommen – etwa auf den Seychellen und in Sansibar. “Dieses Muster zeigt eine große Umverteilung der Masse”, erklärt Böning.

Kombinierte Messmethode schafft klares Bild

Die Forscher haben zur Ermittlung des Gesamtbildes eine Kombination aus verschiedenen Messungen und Modellen verwendet. “Mit diesem System lässt sich eine schöne Kausalkette der einzelnen Teile bilden”, meint Böning. Daten wurden aus Pegelmessungen genommen wie sie seit Jahrzehnten zum Teil auch seit Jahrhunderten gesammelt werden,. Ein Nachteil der Pegelmessungen ist jedoch die geringe räumliche Abdeckung. “Diese werden mit Radar-Satelliten-Messungen, wie sie seit 1993 im Einsatz sind, ergänzt”, erklärt Böning.

Zusätzlich haben die Forscher aber auch Modellrechnungen durchgeführt, die die Reaktion des Ozeans auf die Windänderungen der letzten Jahrzehnte simulieren. “Im Vergleich zu den sehr lückenhaften Pegeldaten erhält man dadurch ein homogenes Bild der beckenweiten Meerespiegelveränderungen der letzten fünf Jahrzehnte”, meint der Experte.

“Die Modellrechnungen zeigen zudem die Ursachen der Schwankungen auf und erlauben Rückschlüsse auf zukünftige Entwicklungen, die regional sehr unterschiedlich ausfallen können.”

Menschliche Siedlungen betroffen

Han warnt davor, dass vom Meeresanstieg auch menschliche Siedlungen betroffen sein werden. In Bangladesch und Indien verschlimmern sich dadurch die jährlich auftretenden Monsun-Überschwemmungen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies weitreichende Folgen sowohl auf das regionale als auch auf das globale Klima haben wird.

Die Schlüsselrolle in diesem Prozess spielt der Indo-Pazifische Warm Pool, ein Gebiet sehr hoher Meerestemperaturen, das von der Ostküste Afrikas bis zur Datumsgrenze im Pazifik reicht. “In den vergangenen 50 Jahren ist die Temperatur hier um 0,5 Grad Celsius gestiegen. Das ist eine Folge der menschlich verursachten Treibhausgase”, meint Han.

Wenn man dann die Modellrechnungen mit den Pegelunterschieden und den Windrechnungen vergleicht, erhält man ein homogenes Bild”, meint der Experte. Dieses Modell gibt die Ursachen der Schwankungen wider und dient damit als Trend für zukünftige Entwicklungen.” (Ende)

  Ein Forscherteam der Penn State University http://www.psu.edu ist dem Grund, warum Korallen unter den hohen Meerestemperaturen leiden, auf die Spur gekommen. In einer aufwändigen Studie haben sie erstmals die Entwicklung von Korallenlarven unter verschiedenen Temperaturen beobachten können. Offensichtlich ist eine genetische Variation dafür verantwortlich, ob sich die Larven gut entwickeln konnten oder starben.

Das Team um Iliana Baums hat sich eine in der Karibik einst sehr häufig vorkommende Korallenart namens Montastraea faveolata als Versuchstier ausgesucht. Obwohl diese Art weit verbreitet ist, steht sie seit einigen Jahren auf der Roten Liste, da sie in manchen Regionen um bis zu 90 Prozent zurückgegangen ist. Um genau herauszufinden, was bei der Korallenbleiche, bei der die symbiotisch lebenden Algen die Korallen verlassen und beide dann sterben, geschieht, mussten sie die kurze Zeit während der Massenlaichzeit nutzen. Die Forscher nahmen Proben an zwei verschiedenen Standorten – vor der Küste von Key Largo und vor Puerto Morales in Mexiko.

Unterschiedliche Entwicklung bei höheren Temperaturen

Kernpunkt der Untersuchungen war die Entwicklung der Larven zwölf bis 50 Stunden nach der Befruchtung unter verschiedenen Temperaturen. Dabei konnten die Wissenschaftler feststellen, dass sich die Larven von beiden Fundorten in den ersten 50 Stunden relativ gleich verhielten. Allerdings wies die Hälfte der Florida-Larven unter erhöhten Temperaturen schon nach 46 Stunden Deformationen auf, während hingegen die mexikanischen trotz der höheren Temperaturen keinerlei Veränderungen zeigten.

Standortunterschiede wesentlich

Von großem Interesse für die Forscher ist der genetische Hintergrund der Larven-Entwicklung. “Diese Studie vergleicht die Genexpression von Korallenlarven aus Florida und Mexiko als Antwort auf hohe Wassertemperaturen. Hochinteressant ist die Erkenntnis, dass sich deutliche Unterschiede zwischen den Standorten ergaben, obwohl dieselbe Korallenart untersucht wurde”, meint der Experte Christian Wild, Leiter der Coral Reef Ecology Arbeitsgruppe am GeoBio-Center München http://www.palmuc.de/core, im Gespräch mit pressetext.

“Insofern war offensichtlich auch das genetische Anpassungspotenzial an klimaveränderungsbedingten Umweltstress innerhalb verschiedener Korallenkolonien derselben Art sehr unterschiedlich”, erklärt Wild. Aufgrund dieser Befunde liefert die vorliegende Studie einige wertvolle Hinweise für die derzeit stattfindenden Bemühungen, zerstörte Riffe, vor allem in der Karibik, durch Neuansiedlung von Larven wieder zu restaurieren.

“Unsere Studie macht deutlich, dass die Larvenentwicklung davon abhängig ist, wo die Mutterkolonie herkommt”, erklärt Baum. Das zeigt sich deutlich an den unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Korallenlarven in Mexiko und Florida.

Der Artikel kann im Internet unter http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0011221 heruntergeladen werden.

Ein Forscherteam der kanadischen Queen’s University http://www.queensu.ca hat festgestellt, dass gefährliche Umweltgifte wie Blei und Quecksilber von Küstenvögeln an Land getragen und dann im Sediment abgelagert werden. Die Biologen um Neal Michelutti vom Paleoecological Environment Assessment and Research Lab (PEARL) haben Proben in zwei Seen auf einer kleiner Insel in der kanadischen Arktis genommen auf der Küstenseeschwalben und Eiderenten brüten.

“Die Vögel, die verschiedene Nahrungsmittel am Meer zu sich nehmen, scheiden an Land auch jeweils einen anderen Cocktail an Giften aus. Diese Gifte können auch Lebewesen an Land beeinträchtigen”, so der Forscher. Küstenseeschwalben ernähren sich vorwiegend von Fisch, während Eiderenten in erster Linie Mollusken fressen. Über die neuen Erkenntnisse berichten die Forscher im Fachmagazin PNAS.

Arktis als Chemielabor

In den Gebieten in denen die Küstenseeschwalben brüteten konnten die Forscher höhere Konzentrationen von Schwermetallen wie Quecksilber und Cadmium finden, während dort, wo die Enten brüteten, höhere Mengen an Blei, Mangan und Aluminium entdeckt wurden. Die Spuren, die die Biologen an den Nistplätzen entdeckten, entsprachen genau jenen, die auch im Gewebe der jeweiligen Vogelart gefunden wurden.

Der Biologe John Smol – ebenfalls von der Queen’s University – bestätigt, dass solche Funde auch an anderen Plätzen in der Arktis gemacht werden konnten. “Der hohe Norden ist ein exzellentes natürliches Labor, um solche Untersuchungen zu machen, da es dort weit und breit keine Industrie gibt”, so der Experte. “Da Küstenvögel weltweit vorkommen, kann man davon ausgehen, dass es dieses Problem auch weltweit gibt”, erklärt der Wissenschaftler.

Vektor von Umweltgiften

“Seevögel sind nicht direkt für die Kontamination der arktischen Seen verantwortlich”, so Studien-Koautor und Biologe Jules Blais von der University of Ottawa. “Sie folgen ihrem natürlichen Verhalten und ihrem Lebenszyklus, wurden aber unabsichtliche Überträger von Umweltgiften während des Industriezeitalters.”

2008 hat ein Forscherteam des Desert Research Institute http://www.dri.edu in Reno festgestellt, dass die Verbrennung von Kohle in Europa und Nordamerika ein Grund für die Schwermetallbelastung im grönländischen Eis ist. In den Eisbohrkernen konnten Umweltgifte bis zum Jahr 1772 analysiert werden.

Umweltschützer warnen

Dass in Polargebieten Umweltgifte auch Jahrzehnte nach deren Freisetzung nachweisbar sind, ist bekannt. Schwermetalle gehören zu den Chemikalien, die sich im Körper anreichern. Diesen Vorgang der Erhöhung der Konzentration von Stoffen in biologischen Systemen nennt man Bioakkumulation. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Weitergabe von Schadstoffen in Nahrungsketten, wobei Stoffe mit einer langen biologischen Halbwertszeit, also solche, die nicht oder nur sehr langsam abgebaut oder ausgeschieden werden, sich bis an das Ende der Nahrungskette sehr stark anreichern können.

“Wie verschiedene Chemikalien in die Nahrungskette gelangen, ist uns ja bekannt. Was aber immer noch weitgehend unbekannt ist, ist die Frage was geschieht, wenn verschiedene Chemikalien gemeinsam auftreten”, erklärt der Chemie-Experte Herwig Schuster von Greenpeace-Österreich http://www.greenpeace.at im pressetext-Interview.

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Die Themen reichten dabei von Nesseltier- und Strudelwurmsex, gefährlichen Meerestieren und Erster Hilfe über die faszinierenden Fress-, Fortpflanzungs- und Lebensgeschichten von Pistolenkrebsen, Seegurken und anderen Wirbellosen, den Farben, Formen und überraschenden Geschlechtswechseln von Fischen bis hin zur Nahrungskette des Meeres, an deren Ende Haie und auch der Mensch mit seinen Eingriffen in das Ökosystem steht.

Was lebt im Mittelmeer ?

Tagsüber standen natürlich das Tauchen und die Praxis mit dem Aufspüren von allerlei unbekannten Organismen im Vordergrund des Programms. Dazu wurden unter Wasser Fotos geschossen und die Ergebnisse anschließend an Land besprochen. So erhöhte sich die Artenkenntnis der Teilnehmer schrittweise, bis sie am Ende der Woche etwa 80 Arten kennen gelernt hatten und zuordnen konnten!

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Ein internationales Wissenschaftsteam hat entdeckt, dass bisher unbekannte Algen im Korallenriff möglicherweise auch höhere Wassertemperaturen überleben können. Im nordöstlichen Indischen Ozean konnten die Forscher solche bisher unbekannte Spezies von symbiotisch lebenden Algen in Korallenstöcken feststellen.

Koralle im Roten Meer

“Die Existenz so vieler bisher unbekannter Korallensymbiosen in einem Gebiet, das für die meisten bisher bekannten Korallen zu warm ist, gibt uns Hoffnung, dass zumindest in einigen Regionen der Erde, die Riffökosysteme erhalten bleiben”, so Studienautor Todd LaJeunesse von der Penn State University http://www.psu.edu. Die bisher unbekannten Algen wurden in der Andamanen-See entdeckt, berichten die Forscher im Fachmagazin Journal of Biogeography.

Sensitive Symbiose am Riff

Unabhängig von den Untersuchungen der Forscher um LaJeunesse hat Simon Donner, Professor am Department für Geographie an der University of British Columbia http://www.ubc.ca, bei der derzeit in San Diego stattfindenden Jahreskonferenz der AAAS ein dramatisches Bild über die Zukunft der Korallenriffe gezeichnet. Umweltfaktoren stören die Symbiose zwischen den Korallen und den Algen massiv. Wenn diese Algen sterben, sterben auch die Korallen und bleichen aus.

“Bis vor 30 Jahren war das Phänomen der Massen-Korallenbleiche ein extrem seltenes Ereignis”, so der Forscher, der sich seit Jahren mit dem Thema beschäftigt. “Selbst für den Fall, dass wir sämtliche Emissionen über Nacht einstellen, reicht das Erwärmungspotenzial aus, um das Sterben der Riffe voranzutreiben.”

Riffe als Nahrungsquelle und Schutz vor Fluten

“Bedenkt man, wie viele Millionen Menschen in den Tropen von Korallenriffen abhängig sind, weil sie dort fischen oder weil Riffe ihre Siedlungen vor Fluten schützen, ist der Verlust dieser Habitate ein ernst zu nehmendes Problem”, so Donner. “Kein Forscher behauptet, dass alle Korallenriffe verschwinden werden. Einige werden sicher überleben, allerdings nur in gewissen Regionen, die nicht so stark erwärmt werden.”

Auch der Korallen-Experte Christian Wild von der Universität München http://www.palmuc.de/core/ betont im pressetext-Interview die Notwendigkeit zur sofortigen Reduktion der Emission von Treibhausgasen, insbesonders CO2. Katastrophal wirkt sich auf die marinen Ökosysteme neben der Erwärmung und Ansäuerung auch die begleitende zunehmende Sauerstoffarmut in den Weltmeeren aus.

Man müsse alles unternehmen, um die CO2-Emissionen sofort drastisch zu minimieren. “Dazu kann jeder von uns beitragen durch individuelle Verhaltensänderungen, aber auch durch seine Entscheidung am Wahltag.” Darüber hinaus sei die Schaffung von Netzwerken aus Schutzgebieten aber ein erwiesenermaßen wichtiges Werkzeug, um marine Lebensräume zu stärken, so dass sie sich besser von durch den Klimawandel erzeugten Schädigungen (z.B. Korallenbleichen) erholen können.

Die Eismassen in der westlichen Antarktis reagieren besonders empfindlich auf die globale Erwärmung. Forschern der Universitäten Oxford http://www.ox.ac.uk und Camebridge zufolge könnte die Region bald zu einem Kippmoment kommen, an dem sich eine große Schelfeis-Platte vom Festland loslöst und damit in Folge den Gletscherfluss am Kontinent beschleunigt. Die Berechnungen wurden in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society A dargestellt.

Erstmals konnten die Briten in ihrem Modell die dreidimensionale Form der westantarktischen Eismasse berücksichtigen sowie den Verlauf ihrer Übergangslinie, an der sich das Schelfeis von seinem Stein- oder Sedimentuntergrund löst. “Das Volumen des Eises, das allein im abfließenden westantarktischen Inlandseis steckt, entspricht einem Meeresanstieg von rund 3,3 Metern”, warnt Studienleiter Richard Katz. Der instabile Verlauf der Übergangslinie gehe vor allem auf die schrittweisen Klimaänderungen zurück.

Beschleunigung der Gletscher

Das Abbrechen des Schelfeises vom Land ist ein permanenter Vorgang, der mitunter Eisberge von der Größe des Saarlandes erzeugt. “Sobald das geschieht, fällt eine natürliche Barriere für die Inlandeis-Gletscher weg, die somit schneller abfließen können und verdünnen”, erklärt Gerhard Kuhn vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung http://www.awi.de gegenüber pressetext. Die Linie, auf die sich die britischen Experten beziehen, bezeichne den Übergang von Inlandeis zu Schelfeis. “Wandert diese Linie landeinwärts, steigt auch der Meeresspiegel. Vom Schmelzen des Schelfeises wird das Meeresniveau hingegen nicht verändert”, so der Polarforscher.

Die Studienautoren geben zu bedenken, dass derzeitige Modelle noch verfeinert werden müssen, um die Realität beschreiben zu können und genauere Vorhersagen der Zukunft der Antarktis zu ermöglichen. “Es gibt noch viele unbekannte Größen in der Westantarktis”, bestätigt auch Kuhn. Dazu gehöre der Abbau des Schelfeises, der vor allem von unten durch warme Meeresströmungen geschehe, sowie dessen Geschwindigkeit. “Auch der Untergrund, dessen Ankerpunkte das Schelfeis möglicherweise aufhalten können, ist noch wenig erforscht. Wo diese Punkte – etwa durch einen Anstieg des Meeres – überschritten werden, bewegen sie sich schneller.”

Gerhard Lammel vom Max Planck Institut für Chemie http://www.mpch-mainz.mpg.de und
Irene Stemmler vom Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften http://www.zmaw.de konnten nachweisen, dass das Gift aus dem Meer und den Böden wieder in die Atmosphäre gelangt, und so erneut in einen Kreislauf eintritt.

Immer noch große Mengen von DDT nachweisbar

“Das DDT sitzt in Böden oder wird mit Meeresströmungen langsam verlagert und wartet aber sozusagen auf den nächsten Zyklus durch die Atmosphäre – weil es nicht oder nur sehr, sehr langsam abgebaut wird.”, so Lammel gegenüber pressetext.

“Wir haben ein Computermodell erstellt und konnten die Zirkulation des DDT zwischen den Ozeanen und der Atmosphäre im Zeitraum von 1950 bis 2002 simulieren”, so Stemmler im pressetext-Interview. “Dabei konnten wir feststellen, dass das DDT, das in den Tropen emittiert wurde, in mehreren Zyklen Richtung Norden wandert.”

Atmosphärischer Ferntransport von Schadstoffen

Die Emissionen aus den Ozeanen sind nach Angaben der Forscher so gering, dass sie keine gesundheitsschädliche Wirkung für den Menschen haben. “In den wärmeren Zonen kann das DDT schneller aus dem Meerwasser verdunsten. Das führt zu tendenziell höheren Konzentrationen in den kälteren Regionen.

Mit mehreren Zyklen ist der atmosphärische Ferntransport besonders effektiv – der so genannte Grashüpfer-Effekt”, erklärt die Forscherin. Anreicherung in den Nahrungsketten kann zu erhöhten und schädlichen Konzentrationen in Wildtierorganismen führen. Besonders in der Arktis wird dies beobachtet. “Da es bisher nur sehr wenige Studien über DDT in der Meeresumwelt gibt, ist es schwierig das Modell zu verifizieren”, schreiben die Forscher.

DDT gegen Malaria

Zwischen 1940 und 1970 wurden geschätzte 1,5 Mio. Tonnen DDT als Pestizid in der Landwirtschaft, aber auch gegen Malaria eingesetzt. Aufgrund der hohen Toxizität der Substanz wurde der Einsatz in den meisten Industriestaaten in den 70er-Jahren verboten. Weltweit ist die Verwendung von DDT in der Umwelt seit Inkrafttreten der Stockholmer Konvention im Jahr 2004 nur noch einigen Ländern zur Bekämpfung von krankheitsübertragenden Insekten, insbesondere den Überträgern der Malaria gestattet.

Seestern

Universell vorhandene Lebewesen

“Echinodermaten, so der lateinische Namen für die Stachelhäuter, gehören zu den vielfältigsten Lebewesen im Meer”, so Bettina Riedel, Meeresbiologin an der Universität Wien http://www.marine.univie.ac.at, im pressetext-Interview. “Sie sind weltweit in jeder Zone, von den Tropen bis zu den subpolaren und polaren Meeren, vorhanden.” Das Forschungsergebnis sei jedenfalls sehr überraschend, meint Riedel.

Stachelhäuter haben vielfältige Erscheinungsformen. Zum Tierstamm, der rund 6.300 Arten umfasst, gehören Seelilien, Seesterne, Schlangensterne, Seeigel und Seewalzen. Zum Aufbau ihres Kalkskeletts benötigen die Tiere Kalziumkarbonat, das sie aus dem Meerwasser nehmen.

Überraschendes Ergebnis

Das Forscherteam um Mario Lebrato hat bei adulten Stachelhäutern zunächst untersucht, welche Mengen an Kalziumkarbonat sie absorbieren und vor allem, was mit dem Kalk passiert, wenn die Tiere sterben. Dazu haben sie zahlreiche Stachelhäuter aus verschiedenen Regionen des Atlantischen Ozeans gesammelt, gereinigt, tiefgefroren, anschließend zu Pulver vermahlen und analysiert.

In ersten Berechnungen haben die Wissenschaftler für jene Tierarten, die sie gesammelt haben, die Kohlenstoffmenge festgestellt und sie anschließend hochgerechnet. Das Ergebnis bezeichnen auch andere Forscher, die nicht an der Studie teilgenommen haben, als überraschend. “Ich war überrascht über das Ausmaß der Werte. Der Forschungsansatz ist jedenfalls schlüssig”, so der Ozeanograph Justin Ries von der University of North Carolina in Chapel Hill.

“Diese Werte öffnen uns die Augen. Ich denke, dass es sogar noch größere Mengen sind”, meint der Meeresbiologe Craig Smith von der University of Hawaii in Manoa. “Der Grund dafür ist, dass in den äquatorialen Regionen eine noch höhere Stachelhäuter-Biomasse existiert, die bisher kaum erforscht ist.”