Die Studie verfolgt schwere Bleichereignisse an einem pazifischen Korallenriff im vergangenen Jahrhundert.

Da der Klimawandel die Meerestemperaturen ansteigen lässt, erleben Korallenriffe weltweit Massen von Bleichvorgängen und Absterben. Für viele ist dies die erste Begegnung mit extremer Hitze. Für einige Riffe im zentralen Pazifik sind jedoch die von El Nino verursachten Hitzewellen eine Lebensweise. Wie genau diese Riffe mit wiederholten Episoden extremer Hitze umgehen, war unklar. Eine neue Studie des Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) hat die Geschichte des Bleichens an einem Riff im Epizentrum von El Nino aufgedeckt und gezeigt, wie einige Korallen nach extremen Bedingungen zurückkehren konnten. Die Studie wurde am 8. November 2018 in der Zeitschrift Communications Biology veröffentlicht.

„Diese riesigen marinen Hitzewellen, die durch die globale Erwärmung verschärft werden, sind gleichbedeutend mit einer Atombombe in Bezug auf die Auswirkungen auf die Korallenriffe – sie töten Millionen von Korallen über riesige Gebiete des Ozeans in sehr kurzer Zeit“, sagt die WHOI-Wissenschaftlerin Anne Cohen, die leitende Ermittlerin bei der Arbeit war. „Wir haben das in den letzten 30-40 Jahren weltweit gesehen, und Bleichereignisse sind häufiger und schwerer geworden.“

Bei leicht ansteigenden Wassertemperaturen beginnen symbiotische Algen, die in den Zellen der lebenden Korallen leben, giftige Stoffe zu bilden und werden von den Korallen ausgestoßen. Die Algen versorgen die Korallen normalerweise mit Nahrung und Energie sowie mit ihren leuchtenden Farben. Ohne sie scheinen die Korallen „gebleicht“ weiß zu sein, verhungern dann und sterben.

In ihrer Studie reiste Cohens Team nach Jarvis Island, einer winzigen, unbewohnten Korallenriffinsel 1.400 Meilen südlich von Hawaii, um die Auswirkungen des extremen Klimas auf die Korallen dort zu untersuchen. Da Jarvis sowohl abgelegen als auch Teil eines Meeresschutzgebietes ist, war es die Heimat von atemberaubend reichen Korallenriffen – aber mit seiner Lage mitten im Pazifik erlebt es auch extremere Hitzewellen, die durch periodische El Nino-Ereignisse verursacht werden, als Korallenriffe anderswo.

„Die Tatsache, dass es direkt am Äquator im zentralen Pazifik liegt, stellt es in den Mittelpunkt der El Niño-Dynamik“, sagt die NOAA-Forscherin Hannah Barkley, die zum Zeitpunkt des Studiums Doktorandin und später Postdoc in Cohens Labor war und die Hauptautorin der Arbeit ist. „Es unterliegt unglaublichen Schwankungen und extremen Temperaturen.“

Da es vor 2015 keine Beobachtungsdaten über das Bleichen am Riff in Jarvis gibt, wandten sich Cohen und Barkley an massive alte Korallen, die seit mehr als 100 Jahren am Riff gelebt hatten. Sie nahmen Kernproben von den Korallen und schufen eine Art Skelettbiopsie, die die Geschichte des Riffes aufzeichnet. Nachdem sie die Kerne durch einen CT-Scanner geleitet hatten, fanden sie zum ersten Mal Beweise für mehrere Bleichvorgänge, die in der physikalischen Struktur des Riffs erhalten geblieben waren. Die längsten Kerne zeigten bereits 1912 Bleichungen.

„Wir fanden heraus, dass, wenn das Riff bläst, diese großen alten Korallen „Stressbänder“ oder eine dichte Schicht Kalziumkarbonat, das knochenartige Material, das die Struktur der Korallen ausmacht, auftragen. Diese Bänder erscheinen deutlich im CT-Scan und entsprechen den historischen Hitzewellen“, sagt Cohen. Die Erinnerung an vergangene Bleichvorgänge auf Jarvis ist in diesen Korallen eingeschlossen – sie können uns sagen, was passiert ist, obwohl wir nicht da waren, um es selbst zu sehen.“

Jarvis hat alle vier bis sieben Jahre überdurchschnittliche Temperaturen erlebt, die über Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte zurückreichen. Das Team entdeckte, dass das Riff bei jeder Hitzewelle stark gebleicht war, sich aber jedes Mal ziemlich schnell wieder erholt zu haben scheint.

Basierend auf ihren Proben glaubt die Gruppe, dass ein Hauptgrund für die Erholung des Riffes die Strömungen in der Nähe sind. Die Topographie des Meeresbodens, kombiniert mit der Kraft der Passatwinde an der Oberfläche, bringt kaltes, nährstoffreiches Wasser aus der Tiefe. Dieses Upwelling ernährt eine dichte Reihe von Fischen und anderen Wasserlebewesen um das Riff herum, die wiederum grasbewachsene Algen fressen, die mit den Korallen konkurrieren. Dabei lassen sie Raum für neue, junge Korallenpolypen, die sich schließlich ansiedeln.

„Diese Riffe sind widerstandsfähig, haben viele Male gebleicht und wiederhergestellt“, sagt Dan Thornhill, Programmdirektor in der Abteilung für Ozeanwissenschaften der National Science Foundation, die die Forschung finanziert hat. „Aber das Bleichereignis 2015-2016 war besonders schwerwiegend, so dass die Insel uns neue Erkenntnisse darüber liefert, wie einige der widerstandsfähigsten Korallen der Welt angesichts des starken Bleichstresses abschneiden.“

Zu verstehen, wie sich Korallenriffe wie Jarvis nach ausgedehnter Bleiche erholen können, wird entscheidend sein, um zu verstehen, wie andere Riffökosysteme in Zukunft wieder wachsen können, sagt Barkley.

Aber der Super El Nino 2015 ließ Jarvis mehr erwärmen als je zuvor, und die anschließende Bleichung war die schlimmste aller Zeiten. 95 Prozent der Korallen der Insel starben.

„Die große Frage für uns ist, ob das Riff die ganze Zeit über zurückschlagen kann“, sagt Barkley. „Selbst Riffe wie Jarvis, die in der Vergangenheit wieder aufgetaucht sind, haben eine Schwelle, ab der sie sich möglicherweise nicht mehr erholen. Was in den nächsten Jahren passiert, wird uns wirklich helfen, das schwere Bleichen zu verstehen.“

Dennoch ist sie vorsichtig optimistisch. „Es ist einfach, nach dem Bleichereignis 2015 einen Ort wie Jarvis anzusehen und sich deprimiert zu fühlen. Aber die historische Aufzeichnung, die wir von unseren Kernproben erhalten haben, besagt, dass wir nicht hoffnungslos sind. Jarvis ist nur ein Beispiel: Obwohl wir weltweit Anzeichen für beschleunigtes Bleichen und Sterblichkeit sehen, haben wir ein enges Zeitfenster, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Korallen anzugehen. Einige Riffe sind vielleicht in der Lage, durch riesige Stressereignisse zu bestehen.“

„Die ersten Anzeichen einer Erholung sind da“, sagt Cohen. „Jetzt warten wir, schauen zu und lernen.“

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