Der Kampf um Kalk am grossen Riff

Die Ozeane werden durch den Ausstoss von Treibhausgasen immer saurer. Dadurch verarmt das Meerwasser an Aragonit – der Kalkbaustoff bildet das Skelett vieler Meeresbewohner.

Schönheit in Gefahr: Korallen im Great Barrier Reef an der Ostküste Australiens. Foto: Frans Lanting (Getty Images)

Schönheit in Gefahr: Korallen im Great Barrier Reef an der Ostküste Australiens. Foto: Frans Lanting (Getty Images)

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Eigentlich war das Riff schon bunt genug, bevor Rebecca Albright ihr rosa­farbenes Wasser über One Tree Island pumpte. Der grelle Farbstoff floss über ein bei Ebbe trockengelegtes Stück des Atolls und ergoss sich in die Lagune. Am Boden etlicher Pfützen setzte sich eine pinkfarbene Schicht ab und liess die Korallen im Vergleich blass aussehen – bis die zurückkehrende Flut alle Spuren des Experimentes wegwusch. Der Eingriff in die Natur geschah zu einem guten Zweck. Nebst vier Gramm des harmlosen Farbstoffs Rhodamin WT hatte die Wissenschaftlerin von der Carnegie Institution in Stanford eine aktive Chemikalie in 15 Kubikmetern Pazifikwasser gelöst: 600?Gramm Natriumhydroxid. Das Rosa zeigte den Forschern an, wie sich der Chemiecocktail über das Riff verbreitete. Er verschiebt den pH-Wert des Wassers zurück ins Alkalische und könnte die Korallen so zumindest kurzfristig und lokal vor den Folgen des Klimawandels schützen.

One Tree Island, am Südende des gewaltigen Great Barrier Reef gelegen, hat Schutz nötig. Denn der sinkende pH-Wert hinterlässt destruktive Spuren: Die Meeresversauerung schmälert die Lebensgemeinschaften in den Riffen. «Das ist keine Sorge von morgen mehr, das ist die Realität von heute», sagt Rebecca ­Albright. Das Atoll im australischen Nationalpark Capricornia Cays besteht aus einem fünf Kilometer grossen, dreieckigen Korallenriff; in seiner glitzernden, azurblauen Lagune wachsen Korallen ­aller Farben und Formen.

Ozeane absorbieren CO2

Das Naturwunder Great Barrier Reef, erklärt die australische Regierung, hat in den vergangenen 30 Jahren die Hälfte seiner Korallen verloren. Die kleinen Tiere, die sich an selbst gebauten Kalkskeletten festhalten, leiden unter der Zivilisation, den Abgasen, dem Dünger, den Umweltgiften, dem Abbau von Sand, dem Schiffsverkehr, dem Tourismus, der Überfischung. Und dann ist da noch der Klimawandel: Er heizt nicht nur das Wasser und verschärft die ­Tropenstürme, er verändert auch das chemische Milieu.

41 Prozent des von der Menschheit ausgestossenen Kohlendioxids sind von den Ozeanen absorbiert worden. Ihr pH-Wert ist deswegen bereits deutlich gesunken. Er liegt jetzt bei Werten um 8,0 und könnte in diesem Jahrhundert einen weiteren halben Punkt abgeben –die Ozeane werden immer saurer. Das Wasser ist nur noch leicht alkalisch, und so fällt allen Lebewesen, die Schalen oder Skelette bauen, die Aufnahme von Kalk zunehmend schwerer, von der Kieselalge über Muscheln bis zu Korallen. Eine entscheidende Grösse ist die Verfügbarkeit von Aragonit, einer Form des Baumaterials Kalziumkarbonat. Dessen Sättigung ist von 4,5 in der vorindustriellen Zeit bereits auf Werte um 3,0 gefallen. Erreicht der Wert 1,0, verlieren die Meeresbewohner genauso viel Kalk, wie sie binden können, darunter lösen sich ihre Schalen und Skelette langsam auf. Wissenschaftler haben einen Grenzwert von 2,75 vorgeschlagen.

Mit ihrem Experiment konnte das Team von Rebecca Albright die Aragonit-Sättigung kurzfristig deutlich anheben. Es hat sich eine Besonderheit von One Tree Island zunutze gemacht: Die Riffe sind so hoch, dass die Lagune bei Ebbe vom umliegenden Meer isoliert ist. Eine Stunde lang fliesst dann Wasser über eine Riffbrücke aus einem höheren Becken in ein niedrigeres. In diesen Strom mischten die Forscher das mit Farbstoff und Natriumhydroxid versetzte Wasser. Proben kurz hinter ihrer Pumpe zeigten eine Aragonit-Sättigung von bis zu 6 Punkten, 25 Meter weiter war sie auf 4 gesunken. Die Lebewesen des Riffs hatten das zusätzliche Bau­material sofort aufgenommen. Die Neubildung von Kalk dürfte den Berech­nungen der Wissenschaftler zufolge um 7 Prozent angestiegen sein.

«Diese Ergebnisse erscheinen sehr plausibel», sagt Fortunat Joos, der sich an der Universität Bern mit der Meeresversauerung befasst. «Die Studie legt nahe, dass sich das Nettowachstum der Korallen durch das Rückgängigmachen der Versauerung tatsächlich verbessert.» Rebecca Albright blickt aus um­gekehrter Richtung auf ihre Daten: «Das ist der erste experimentelle Beweis aus einer natürlichen Umgebung, dass die Meeresversauerung das Wachstum von Korallenriffen bereits bremst», sagt sie. Wissenschaftlern fällt es bisher schwer, die verschiedenen Gefahrenfaktoren für die Riffe voneinander zu trennen. Wegen des Klimawandels zum Beispiel ist das Wasser schliesslich wärmer und weniger alkalisch. Das Experiment auf One Tree Island hingegen hat den ­Effekt von pH-Wert und Aragonit-Sättigung isoliert. Wie sich das Baumaterial entlang des ganzen Great Barrier Reef verteilt, weiss auch noch niemand. Auf allen 3581 Einzelriffen nachzumessen, sei unmöglich, stellt ein Team um Matthieu Mongin vom Forschungszentrum Csiro in Hobart auf der australischen Insel Tasmanien fest. Darum haben die Forscher ihren Computer mit Messwerten, Meeresströmungen und Temperaturen gefüttert und losrechnen lassen. Das Ergebnis: Die Versorgung der Korallen schwankt über das Great Barrier Reef dreimal so stark wie erwartet. Die Sättigung liegt zwar im Mittel bei 3,1 Punkten. Im Norden übersteigt sie noch 3,9, bei den küstennahen Riffen im Süden ­sowie im Capricornia Cays Nationalpark gibt es aber Werte um 2,5. «Das bedeutet, dass die Ozeanversauerung die Korallenriffe noch früher bedroht als bisher angenommen», sagt Fortunat Joos.

Eigene Schutzmechanismen

Was genau der Aragonit-Mangel bei ­Korallen bewirkt, zeigen etliche Laborstudien. So wurden die Skelette mancher Korallen poröser und dünner, während die Tiere versuchten, ihr Längenwachstum aufrechtzuerhalten. Manche Arten schafften es aber, selbst bei einem gegenüber heutigen Werten verdreifachten Kohlendioxid-Niveau Kalk zu bilden. Inzwischen kennen Forscher auch einige Spezies, die den pH-Wert tief in ­ihrem Gewebe anheben und so den ­Aragonit-Stoffwechsel stabilisieren. Solche Schutzmechanismen besitzen aber sicherlich nicht alle Korallen. Besonders anfällig für die Versauerung sind zudem die Krustenalgen, die vielen Riffen eine Basis geben. Grosse Schäden an Korallen waren bisher vor allem bei ozeanischen Hitzewellen zu beobachten. «Monatelange Wassertemperaturen über 28 Grad Celsius führen zu grossräumiger Korallenbleiche», sagt Fortunat Joos. «Solche Hitzewellen sind mit der globalen Erwärmung häufiger geworden.» Die Tiere verlieren dann die Bakterien, mit denen sie in Symbiose leben. Die Mikroorganismen betreiben Fotosynthese und liefern ihren Wirten Nährstoffe sowie die Farben. Sterben sie ab, bleichen die Korallen aus. Sie erholen sich zwar nach einer Weile, aber Forscher wie Verena ­Schoepf von der Ohio State University warnen nach Experimenten bereits, dass nicht alle Arten häufiges Bleichen überleben würden.

Natriumhydroxid, die Chemikalie in Rebecca Albrights Experiment, wird die Riffe aber auf Dauer auch nicht schützen können. «Das über lange Zeit und die ­nötigen Distanzen zu machen, ist unmöglich», sagt sie zu ihrem Experiment auf One Tree Island. «Allein das Great Barrier Reef ist 2200 Kilometer lang. Die einzige Lösung ist, den Ausstoss von Treibhausgasen zu reduzieren.»

(Tages-Anzeiger)

(Erstellt: 24.02.2016, 20:03 Uhr)

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