Ozeanographen machen erstmals Bilder von ganzen Kabeljauschwärmen.

Der reife Atlantische Kabeljau ist zum größten Teil ein einsames Lebewesen, das die meiste Zeit weit unter der Meeresoberfläche verbringt und auf Knochenfischen, Tintenfischen, Krabben, Garnelen und Hummern grast – bis auf die Laichzeit, in der die Fische millionenfach zusammenkommen und riesige Schwärme bilden, die wie wilde, wimmelnde Inseln im Meer aussehen.

Diese massiven Laichschwärme können Hinweise auf die Gesundheit der gesamten Kabeljaubestände geben – ein wesentlicher Indikator für die Verfolgung der Erholung der Arten, insbesondere in Regionen wie Neuengland und Kanada, wo der Kabeljau durch jahrzehntelange Überfischung stark dezimiert wurde.

Aber der Ozean ist ein trüber Ort, und Fische sind von Natur aus sehr beweglich, was ihre Kartenerstellung und Zählung erschwert. Jetzt ist ein Team von Ozeanographen am MIT nach Norwegen gereist – eine der letzten Regionen der Welt, in der der Kabeljau noch gedeiht – und hat zum ersten Mal ein synoptisches akustisches System verwendet, um ganze Kabeljauschwärme während der Höhe der Laichzeit fast sofort zu beleuchten.

Das Team unter der Leitung von Nicholas Makris, Professor für Maschinenbau und Direktor des Center for Ocean Engineering, und Olav Rune Godø vom Norwegischen Institut für Meeresforschung konnte mehrere Kabeljauschiffe aufnehmen, den größten, der sich über 50 Kilometer erstreckt. Aus den von ihnen produzierten Bildern schätzen die Forscher, dass der durchschnittliche Kabeljaubestand aus etwa 10 Millionen einzelnen Fischen besteht.

Sie fanden auch heraus, dass, wenn die Gesamtpopulation an Kabeljau unter die durchschnittliche Schwarmgröße fiel, die Art jahrzehntelang rückläufig blieb.

„Diese durchschnittliche Schwanzgröße ist fast wie eine untere Grenze“, sagt Makris. „Und das Traurige ist, es scheint fast überall für Kabeljau gekreuzt worden zu sein.“

Makris und seine Kollegen haben ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Fish and Fisheries veröffentlicht.

Echos in der Tiefe

Seit Jahren versuchen die Forscher, Kabeljau- und Heringsschwärme mit hochfrequenten, hülsenmontierten Sonarinstrumenten abzubilden, die enge Strahlen unter bewegte Forschungsschiffe richten. Diese Schiffe durchqueren einen Meeresabschnitt in einem rasenmäherähnlichen Muster, indem sie Schwalbenscheiben aufnehmen, indem sie hochfrequente Schallwellen aussenden und die Zeit messen, die benötigt wird, bis die Signale von einem Fisch abprallen und zurück zum Schiff gelangen. Aber diese Methode erfordert, dass sich ein Schiff langsam durch das Wasser bewegt, um Zählungen zu erhalten; eine Umfrage kann viele Wochen dauern und typischerweise nur einen kleinen Teil eines bestimmten ausgedehnten Schwarms, oft völlig fehlende Schwärme zwischen den Vermessungsspuren und nie die Dynamik des Schwarms erfassen.

Das Team nutzte das Ocean Acoutic Waveguide Remote Sensing, kurz OAWRS-System, eine am MIT von Makris und Co-Autorin Purnima Ratilal entwickelte Bildgebungstechnik, die niederfrequente Schallwellen aussendet, die sich über einen viel größeren Bereich ausbreiten können als Hochfrequenzsonare. Die Schallwellen sind im Wesentlichen so abgestimmt, dass sie von Fischen abprallen, insbesondere von ihrer Schwimmblase – einem gasgefüllten Organ, das Schallwellen reflektiert – wie Echos von einer winzigen Trommel. Wenn diese Echos auf das Schiff zurückkehren, können die Forscher sie zusammenfassen, um ein sofortiges Bild von Millionen von Fischen über weite Bereiche zu erhalten.

Passage machen

Im Februar und März 2014 machten sich Makris und ein Team von Studenten und Forschern auf den Weg nach Norwegen, um Kabeljau, Hering und Kapelan während der Hochsaison ihrer Laichzeit zu zählen. Sie schleppten OAWRS an Bord der Knorr, einem Forschungsschiff der U.S. Navy, das von der Woods Hole Oceanographic Institution betrieben wird und vor allem als das Schiff an Bord bekannt ist, an dem Forscher die Überreste der Titanic entdeckten.

Das Schiff verließ Woods Hole und überquerte den Atlantik über zwei Wochen, während derer die Crew kontinuierlich gegen Stürme und kabbelige Wintermeere kämpfte. Als sie schließlich an der Südküste Norwegens ankamen, verbrachten sie die nächsten drei Wochen damit, Hering, Kabeljau und Kapuziner entlang der gesamten norwegischen Küste abzubilden, von der Stadt Alesund im Norden bis zur russischen Grenze.

„Das Unterwassergelände war so tückisch wie das Land, mit versunkenen Seebergen, Graten und Fjordkanälen“, erinnert sich Makris. „Milliarden von Heringen würden sich tagsüber in einem dieser versunkenen Fjorde in der Nähe von Alesund verstecken, etwa 300 Meter unter der Erde, und nachts in Regale kommen, die etwa 100 Meter tief sind. Unsere Mission dort war es, ganze Schwärme von ihnen sofort darzustellen, sich kilometerlang zu erstrecken und ihr Verhalten zu klären.“

Ein Fenster durch einen Hurrikan

Auf ihrem Weg an die norwegische Küste schleppten die Forscher eine 0,5 Kilometer lange Reihe passiver Unterwassermikrofone und ein Gerät, das niederfrequente Schallwellen abgab. Nachdem das Team Heringsschwärme in Südnorwegen aufgenommen hatte, zog es nach Norden zu den Lofoten, einem dramatischen Archipel aus steilen Klippen und Bergen, das vor allem in Edgar Allen Poes „Abstieg in den Maelstrom“ zu sehen war, in dem der Dichter auf den Kabeljau in der Region aufmerksam machte.

Bis heute sind die Lofoten ein primärer Laichplatz für Kabeljau, und dort konnte das Makris-Team erstmals Bilder von einem ganzen 50 Kilometer langen Kabeljauschwarm machen.

Gegen Ende ihrer Reise planten die Forscher, eine letzte Kabeljauregion abzubilden, so wie ein Hurrikan erwartet wurde. Das Team erkannte, dass es nur zwei Fenster mit relativ ruhigen Winden geben würde, in denen sie ihre Bildausrüstung bedienen konnten.

„Also gingen wir los, bekamen gute Daten und flohen zu einem nahegelegenen Fjord, als die Augenmauer einschlug“, erinnert sich Makris. „Wir endeten im Morgengrauen mit 30 Fuß hoher See und der norwegischen Küstenwache, mit einer seltsam beruhigenden jungen Stimme, die uns aufforderte, das Gebiet zu evakuieren.“ Das Team konnte sich dort einen etwas kleineren, etwa 10 Kilometer langen Schwarm vorstellen, bevor es die Expedition beendete.

Am Rande des Abgrunds

Zurück an Land analysierten die Forscher ihre Bilder und schätzten, dass eine durchschnittliche Schwarmgröße aus etwa 10 Millionen Fischen besteht. Sie untersuchten auch historische Kabeljaubilder in Norwegen, Neuengland, der Nordsee und Kanada und entdeckten einen interessanten Trend: Die Regionen – wie Neu-England -, die einen lang anhaltenden Rückgang der Kabeljaubestände zu verzeichnen hatten, taten dies, als der gesamte Kabeljaubestand unter etwa 10 Millionen sank – die gleiche Zahl wie ein durchschnittlicher Schwarm. Als der Kabeljau unter diese Schwelle fiel, brauchte die Bevölkerung Jahrzehnte, um sich zu erholen, wenn überhaupt.

In Norwegen blieb der Kabeljaubestand immer über 10 Millionen und konnte sich erholen und kletterte im Laufe der Jahre auf das vorindustrielle Niveau zurück, auch nach einem deutlichen Rückgang in der Mitte des 20. Jahrhunderts. Das Team stellte auch Heringsschwärme dar und fand im Laufe der Geschichte einen ähnlichen Trend: Als die Gesamtpopulation unter das Niveau eines durchschnittlichen Heringslaichschwarms fiel, dauerte es Jahrzehnte, bis sich die Fische erholten.

Makris und Godø hoffen, dass die Ergebnisse des Teams als Messstab dienen, um den Forschern zu helfen, die Fischbestände im Auge zu behalten und zu erkennen, wann eine Art am Rande steht.

„Der Ozean ist ein dunkler Ort, man sieht da draußen und kann nicht sehen, was los ist“, sagt Makris. „Es ist ein Free-for-all da draußen, bis man anfängt, ein Licht darauf zu werfen und zu sehen, was passiert. Dann kannst du richtig schätzen und verstehen und verwalten.“ Er fügt hinzu: „Auch wenn die Feldarbeit schwierig, zeitaufwändig und teuer ist, ist es wichtig, Theorien, Modelle und Simulationen zu bestätigen und zu inspirieren.

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