Klima

Meeresschutz ist Klimaschutz.

Künftig doppelt so viele Blaualgen in der Ostsee?

Künftig doppelt so viele Blaualgen in der Ostsee?

Die Zahl der Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt, könnte sich in der Ostsee im Zuge des Klimawandels womöglich verdoppeln. Das haben Wissenschaftler der Universität Hamburg, KlimaCampus berechnet. „Unsere Ergebnisse zeigen bei zunehmenden Wassertemperaturen nicht nur eine verlängerte jährliche Wachstumsphase, sondern auch mehr als zweimal so viel Algenbiomasse bis zum Ende des Jahrhunderts“, berichtet Prof. Inga Hense. Mögliche Folgen: plötzliche Algenblüten, unangenehm für den Tourismus und zum Teil gesundheitsschädlich. Darüber hinaus könnten auch andere Arten boomen und das Ökosystem in Schieflage bringen, weil die Blaualgen das umgebende Meerwasser mit wachstumsförderndem Stickstoff anreichern.

Nach den Berechnungen der Klimaforscher vermehren sich die Einzeller wie erwartet aufgrund der steigenden Wassertemperaturen. Dazu kommt noch ihr besonderer Lebenszyklus: Cyanobakterien wachsen nur in sehr warmem Wasser, überdauern ansonsten in einer Art Ruhestadium am Boden der meist flachen Gewässer. Das ist wie bei Aussaat und Ernte – je mehr schlummernde Zellen den Winter überleben, desto rascher wächst die Population im Frühjahr“, erläutert Hense.

Gleichzeitig treibt die hohe Zelldichte nahe der Wasseroberfläche die Temperatur weiter in die Höhe. Eine positive Rückkopplung, die für noch mehr Wachstum sorge, berichtet Hense in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Climatic Change.

Bisher hatte man den Wachstumsschub durch den Klimawandel deutlich niedriger eingeschätzt: Für Prognosen biologischer Systeme müssen auch nichtlineare Effekte berücksichtigt werden. Das macht die Berechnungen aufwändiger, so Hense. Die Biologin und ihr Team hatten zusammen mit Kollegen vom Swedish Meteorological and Hydrological Institute deshalb ein physikalisches Klimamodell mit einem biologischen Modell gekoppelt und dabei erstmals den kompletten Lebenszyklus der Cyanobakterien abgebildet.

Entscheidend ist offenbar auch die Abfolge von kalten und warmen Wintern: Halten wir alle Eckdaten im Modellexperiment konstant, ergeben sich dennoch unterschiedliche Zuwachsraten – je nachdem, wie sich die Kälteperioden aneinanderreihen und die Produktivität der Einzeller begünstigen oder benachteiligen, berichtet Hense. Ein weiteres Indiz, dass die Biologie der Cyanobakterien mit Blick auf den Klimawandel eine besondere Rolle spielt.

Verglichen hatten die Wissenschaftler die Zunahme einer gegebenen Blaualgenpopulation über einen Zeitraum von jeweils 30 Jahren –unter den Bedingungen von 1969 bis 1998, und als Gegenstück hierzu unter den Rahmenbedingungen, die uns voraussichtlich von 2069 bis zum Jahr 2098 mit zunehmender globaler Erderwärmung erwarten. Schon heute lässt sich ein Anstieg der Cyanobakterien beobachten. Unsere Untersuchungen geben außerdem erste Hinweise, dass wir künftig mit großen Veränderungen rechnen müssen, berichtet Hense.

So kommen die meist ungeliebten Einzeller nicht nur in der Ostsee vor, sondern auch in den Tropen und Subtropen, in flachen Gewässern und Süßwasserseen. Dort kurbeln sie das Wachstum weiterer Arten an: Cyanobakterien fixieren im Wasser gelösten Luftstickstoff, der für andere Organismen normalerweise nicht verfügbar ist. Als dominante Primärproduzenten können sie so das Nährstoffbudget ganzer Lebensräume tiefgreifend ändern. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler deshalb auch horizontale Meeresströmungen, mit denen die Algen verdriften, in ihre Berechnungen einbeziehen.

Der Originalartikel ist verfügbar unter:
http://link.springer.com/article/10.1007/s10584-013-0702-y

Schnelle Veränderungen des arktischen Ökosystems

 

Schnelle Veränderungen des arktischen Ökosystems

Studie in Fachzeitschrift Science: Überraschend schnelle Veränderungen des arktischen Ökosystems bis in die Tiefsee während des Eisminimums im Sommer 2012

Riesige Mengen von Algen wachsen an der Unterseite des Meereises in der Zentralarktis: Die Eisalge Melosira arctica war im Jahr 2012 für fast die Hälfte der Primärproduktion in diesem Gebiet verantwortlich. Wenn das Eis abschmilzt wie während des Eisminimums 2012 sinken diese Algen innerhalb kurzer Zeit bis auf den Meeresgrund in mehreren Tausend Metern Tiefe. Tierische Tiefseebewohner wie Seegurken und Haarsterne fressen die Algen. Bakterien setzen um, was übrig bleibt und zehren dabei den Sauerstoff im Meeresboden auf. Diese kurzfristige Reaktion des Tiefseeökosystems auf Änderungen an der Wasseroberfläche hat ein multidisziplinäres Forscherteam um Prof. Dr. Antje Boetius vom Alfred-Wegener-Institut (AWI), Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, jetzt in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Mehr als zwei Monate lang waren Wissenschaftler und Techniker aus zwölf Nationen im Spätsommer 2012 mit dem Forschungsschiff Polarstern in der Zentralarktis unterwegs. Im hohen Norden setzten sie eine Vielzahl modernster Forschungsgeräte und -methoden ein. Die übergeordnete Frage: Wie verändert sich die Arktis durch die globale Erwärmung und wie reagiert das Ökosystem mit seinen Bewohnern darauf? „Viel schneller als bisher vermutet!“ ist eine erste Antwort von Prof. Dr. Antje Boetius, die die Helmholtz-Max-Planck-Brückengruppe für Tiefsee-Ökologie und -Technologie leitet. „Der Meeresgrund in mehr als 4000 Metern Tiefe war übersät von Algenklumpen, die Seegurken und Haarsterne angelockt haben“, so die Mikrobiologin.

Die Algenklumpen mit einem Durchmesser von einem bis 50 Zentimetern bedeckten bis zu zehn Prozent des Meeresbodens. Aufspüren konnten die Forscher sie mit einem Ozeanboden-Beobachtungssystem namens OFOS (Ocean Floor Observation System). Dr. Frank Wenzhöfer aus der Helmholtz-Max-Planck-Brückengruppe konnte erstmals mit Mikrosensoren in der eisbedeckten Arktis die Sauerstoffkonzentration direkt am Tiefseeboden messen, dort, wo die Algen lagen. Auch unter dem Algenbelag tobte das Leben: Bakterien hatten angefangen, die Algen zu zersetzen. Deutlich wurde dies durch einen stark verringerten Sauerstoffgehalt im Sediment unter den Algen. Der Meeresgrund in benachbarten algenfreien Bereichen war dagegen bis zu einer Tiefe von 80 Zentimetern durchlüftet und enthielt kaum pflanzliche Überreste. Dort, wo die Algen abgebaut wurden, schrumpfte die belüftete Zone aber in kurzer Zeit auf wenige Millimeter.

Doch woher stammen die großen Mengen Algen in der Tiefsee? Pflanzen können dort nicht wachsen, weil es kein Licht gibt. Fündig wurden die Forscher an der Unterseite der schmelzenden Eisschollen: Überall unter dem Meereis fanden sie Reste des Eisalgen-Aufwuchses. „Man weiß seit langem, dass Kieselalgen der Art Melosira arctica unter dem Eis lange Ketten bilden können. Allerdings war dies in solchem Umfang bisher nur für Küstenregionen und altes, dickes Meereis beschrieben“, so Boetius. Bereits in der Expeditionsplanung vor drei Jahren hatten die Forscher die Hypothese aufgestellt, dass diese Eisalgen unter den heutigen Bedingungen auch unter dem Eis der Zentralarktis schneller wachsen könnten. Und die jetzt im Fachmagazin Science veröffentlichten Beobachtungen stützen ihre Hypothese: Die Eisalgen waren mit 45 Prozent sogar für fast die Hälfte der Primärproduktion im Zentralarktischen Becken verantwortlich. Der Rest der Primärproduktion geht auf andere Kieselalgen (Diatomeen) und Kleinstalgen (Nanoplankton) zurück, die in den oberen Schichten der Wassersäule leben.

Absterbendes Phytoplankton sinkt nur sehr langsam durch die Wassersäule und wird dort zum Großteil gefressen. Die langen, von Melosira arctica gebildeten Algenketten verklumpen hingegen und sinken schnell zum Meeresboden. So exportierten sie im Untersuchungsjahr 2012 mehr als 85 Prozent des durch Primärproduktion gebundenen Kohlenstoffs von der Wasseroberfläche in die Tiefsee. Die Forscher vermuten, dass die Algen tatsächlich im selben Jahr gewachsen waren, denn sie fanden nur noch einjähriges Eis in der zentralen Arktis vor, und die Algen aus den Mägen der Seegurken konnten im Labor noch Photosynthese betreiben. Auch der gute Ernährungszustand der Seegurken belegte die hohe Nahrungsverfügbarkeit: Die russische Zoologin Dr. Antonina Rogacheva vom P.P. Shirshov Institute of Oceanology fand die Tiere größer als bisher bekannt und mit weit entwickelten Fortpflanzungsorganen – ein Hinweis darauf, dass sie seit etwa zwei Monaten reichlich gefressen hatten.

Warum Eisalgen bei den aktuellen Bedingungen so schnell unter dem arktischen Meereis gedeihen können, aber dann durch die Eisschmelze ihren Lebensraum verlieren, können die Meereisphysiker vom Alfred-Wegener-Institut erklären. Sie bestimmten die Eisdicke mit einer vom Hubschrauber geschleppten elektromagnetischen Sonde und Eisbohrungen. Zusätzlich setzten sie einen Unterwasserroboter (ROV) ein, um das Eis von unten zu betrachten und zu messen, wie viel Licht hindurch dringt. Hierzu erklärt AWI-Meereisphysiker Dr. Marcel Nicolaus: „Auch zum Ende des Sommers haben wir die Algen noch direkt unter dem Meereis gefunden und dank unserer ROV Messungen konnten wir auch deren Menge abschätzen. Vermehrt auftretende Schmelztümpel lassen mehr Licht durch das Eis dringen und erlauben so ein schnelleres Algenwachstum.“ (s. auch AWI-Pressemitteilung vom 15. Januar 2013: http://bit.ly/V1BwmJ). Durch das dünnere und wärmere Meereis schmelzen die Eisalgen dann aber auch schneller aus dem Eis aus und sinken ab.

„Wir konnten erstmals zeigen, dass die Erwärmung und die damit verbundenen physikalischen Veränderungen in der Arktis schnelle Reaktionen im gesamten Ökosystem bis in die Tiefsee hervorrufen“, resümiert Erstautorin Boetius. Die Tiefsee galt bisher als träges System, das erst mit erheblicher zeitlicher Verzögerung von der globalen Erwärmung betroffen sei. Dass mikrobielle Abbauprozesse am abgesunkenen Material aber auch in der Tiefsee innerhalb eines Jahres anoxische Flecken entstehen lassen, alarmiert die Forscherin: „Wir wissen noch nicht, ob wir ein einmaliges Phänomen beobachtet haben, oder sich das in den nächsten Jahren wiederholen wird.“ Aktuelle Vorhersagen gehen davon aus, dass ein eisfreier Sommer in der Arktis innerhalb der nächsten Jahrzehnte erreicht werden könnte. Boetius und Ihr Team warnen: „Wir verstehen die Funktion des arktischen Ökosystems mit seiner Biodiversität und Produktivität immer noch zu wenig, um abschätzen zu können, wie weitreichend die Veränderungen durch den schnellen Eisrückgang sind.“

Originalveröffentlichung:
Antje Boetius, Sebastian Albrecht, Karel Bakker, Christina Bienhold, Janine Felden, Mar Fernández-Méndez, Stefan Hendricks, Christian Katlein, Catherine Lalande, Thomas Krumpen, Marcel Nicolaus, Ilka Peeken, Ben Rabe, Antonina Rogacheva, Elena Rybakova, Raquel Somavilla, Frank Wenzhöfer, and the RV Polarstern ARK-XXVII/3-Shipboard Science Party: Export of algal biomass from the melting Arctic sea ice. Science Express, 14. Februar 2013. DOI: 10.1126/science.1231346 (Webseite wird nach Erlöschen der Sperrfrist frei geschaltet). [http://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.1231346]

Die Forschung wurde teilweise aus dem Advanced Investigator Grant ERC „Abyss“ des Europäischen Forschungsrates finanziert.

Beteiligte Institutionen:
Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, 27515 Bremerhaven, Germany
Max Planck Institute for Marine Microbiology, 28359 Bremen, Germany
MARUM University Bremen, 28334 Bremen, Germany
FIELAX Gesellschaft für wiss. Datenverarbeitung mbH, 27568 Bremerhaven, Germany
NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, 1790 AB Den Burg, The Netherlands
P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, 117997 Moscow, Russia
Die komplette Liste der Institutionen, die an der Polarstern-Expedition ARK-XXVII/3 teilgenommen und zur Veröffentlichung beigetragen haben, finden Sie in der Science-Publikation.

Klimawandel: Sich schnell ausbreitende Foraminiferen könnten zukünftig Korallen als Riffbildner ablösen

Das Klima steigt und die Ozeane versauern, doch kleinen, schalentragenden Einzellern in den Ozeanen kommt diese Veränderung gerade recht. Denn die Foraminiferen breiten sich zurzeit bereits rasant aus – und könnten in Zukunft Korallen als Kalkbildner ablösen. Das zeigt die Studie eines internationalen Forscherteams. Die von Kalkschalen umhüllten Winzlinge könnten damit zukünftig auch einen wichtigen Beitrag dazu leisten, Küsten zu stabilisieren und gegen den Meeresspiegelanstieg zu schützen, berichten die Forscher im Fachmagazin „PLOS ONE“.

Nach Ansicht der Forscher könnten daher in Zukunft Massenvorkommen von Foraminiferen den tropischen Meeresgrund prägen. Dafür gibt es auch zahlreiche Belege aus der Vergangenheit, zumal die Kalk-Einzeller die Ozeane bereits seit rund 600 Millionen Jahren besiedeln. „Der Fossilbericht zeigt: Immer wenn in der Erdgeschichte der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre erheblich höher und die Ozeane deutlich wärmer waren, sind Foraminiferen die häufigsten Kalkproduzenten in den Riffen gewesen“, sagt Langer. Die winzigen Kalk-Einzeller können damit absehbar auch einen Teil der Schäden durch den Klimawandel wieder wettmachen. Bereits heute klagen Inselstaaten über den ansteigenden Meeresspiegel und zunehmende Schäden an ihren Küsten. „Amphisteginen und andere Foraminiferen werden sich in den nächsten Jahrzehnten rasch ausbreiten und die Küsten und Riffe durch ihre hohe Kalkproduktion stabilisieren“, so der Forscher.

Quelle und mehr: http://scinexx.de/newsletter-wissen-aktuell-15548-2013-02-07.html

Forscher erteilen Ozeandüngung eine Absage


Hamburg – Im Kampf gegen den Klimawandel hoffen manche auf das sogenannte Geo-Engineering. Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven haben sich nun gegen ein Verfahren ausgesprochen, durch das die Ozeane mehr Kohlendioxid aufnehmen sollen.

Das Auflösen des Minerals Olivin im Wasser soll theoretisch der Ozeanversauerung entgegen wirken und gleichzeitig dafür sorgen, dass in den Meeren mehr CO2 gebunden wird. Olivin ist ein silikathaltiges, kohlenstofffreies Gestein. Die AWI-Forscher untersuchten, welche Auswirkungen die Methode auf die chemische Zusammensetzung des Wassers und die Meereslebewesen hat.

Ihr Ergebnis: Das Wasser kann zwar tatsächlich deutlich mehr Kohlendioxid aufnehmen, und gleichzeitig wachsen Kieselalgen stärker. Der Aufwand für diesen Eingriff mit Olivin wäre jedoch immens, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Environmental Research Letters“ berichten.

2009 hatten Forscher des AWI die Düngung des Meeres mit Eisen untersucht, das ebenfalls das Algenwachstum verstärkt. Das Experiment im Südatlantik war auf Kritik bei Umweltschützern gestoßen. Die Ergebnisse des Versuchs waren jedoch enttäuschend. Die Algen holten nur wenig CO2 aus der Atmosphäre. …

Quelle und vollständiger Artikel:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/geo-engineering-olivin-duengung-der-meere-ist-keine-loesung-a-879016.html

Was macht die Ozeanversauerung mit Korallen?

Einfluss der Ozeanversauerung auf Steinkorallen simuliert

Die Versauerung unserer Ozeane und ihre Folgen für die Unterwasserwelt ist ein drängendes Problem. Am ZMT haben Wissenschaftler ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem sie unterschiedliche Szenarien der Ozeanversauerung vorgeben und deren Auswirkungen auf Steinkorallen prüfen können.
Die Versauerung unserer Ozeane und ihre Folgen für die Unterwasserwelt ist ein drängendes Problem, das die Wissenschaftler weltweit beschäftigt. Ein erschreckendes Szenario sind beispielsweise Steinkorallen, die ihre Fähigkeit zur Kalkskelettbildung verlieren und nicht mehr in der Lage sind, Riffe mit all ihren Schutz- und Lebensräumen für die außergewöhnliche Artenvielfalt zu bilden. Doch wie wahrscheinlich ist eine solche Entwicklung?

Um fundierte Voraussagen machen zu können, müssen zunächst die Prozesse der Skelettbildung und ihre Reaktion auf Störfaktoren bei Korallen verstanden werden. Am Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie in Bremen haben Wissenschaftler ein mathematisches Modell entwickelt, das die Kalkbildung der Korallenpolypen auf der Zellebene detailliert nachbildet. “Mit so einem Modell kann man unterschiedliche Szenarien der Ozeanversauerung vorgeben und deren Auswirkungen auf Steinkorallen prüfen“, sagt der Ökologe Sönke Hohn.

CO2 aus der Atmosphäre löst sich im Meer und bildet Kohlensäure. Die steigenden Kohlendioxidwerte führen dazu, dass das Wasser langsam versauert. Während das Oberflächenwasser der Ozeane heute einen pH-Wert von ca. 8,2 aufweist, wird es im Jahr 2100 voraussichtlich nur noch 7,8 betragen. Ein saures Milieu greift aber Kalkstrukturen an, der Kalk löst sich auf. Dass die Kalkskelettbildung vieler Tiere unter den erhöhten CO2 Werten im Meer leidet, ist mittlerweile bekannt. Bilder von „nackten“ Korallenpolypen, die pH-Werten von 7,4 ausgesetzt worden waren, gingen in einer Studie des Magazins “Science“ um die Welt. Wie ein gestörter Kalkbildungsprozess genau abläuft, war jedoch unklar. Der Antwort sind die Wissenschaftler aus Bremen nun näher gekommen.

Polypen scheiden an ihrem Fuß Kalziumionen aus, die gemeinsam mit Karbonationen zu festem Kalk auskristallisieren und dadurch Skelettstrukturen bilden. Alle Polypen einer Koralle sind über eine Gewebeschicht miteinander verbunden. Diese trennt das umgebende Meerwasser von der Flüssigkeit, in der das Kalkskelett gebildet wird. Die Wissenschaftler konnten mit ihrem mathematischen Ansatz nachweisen, dass CO2 durch die Gewebsschichten in die kalzifizierende Flüssigkeit eindringt. Trotz aktiver Regulierung ihres Stofftransportes sind Polypen nicht in der Lage, bei erhöhten Kohlendioxidwerten gegen die Diffusion anzugehen.

Das Modell bildet die sehr komplexen biochemischen Prozesse des Stoffaustausches und der Kalkbildung in vier Räumen ab: dem umgebenden Meerwasser, dem Polypengewebe, dem Magen und der kalzifizierenden Flüssigkeit unter den Polypen. Es basiert auf Daten aus verschiedenen Studien, vor allem aber von Versuchsreihen, die am ZMT stattfanden. Mit Mikrosonden waren pH-Wert und Kalziumkonzentrationen unterhalb des Polypengewebes gemessen worden.

“Doch auch sehr aufwendige Laboruntersuchungen reichen nicht aus, um den Prozess der Kalzifizierung vollständig zu verstehen“ meint Agostino Merico, der den Modellierungsansatz mitentwickelte. “Indem wir alle relevanten physiologischen Prozesse simulieren, entwirrt unser Modell die komplexen Vorgänge und quantifiziert die Effekte der Ozeanversauerung auf die Organismen.“ So ergaben Berechnungen mit erhöhten CO2 Werten in der Atmosphäre, wie sie in 2100 im schlimmsten Falle zu erwarten sind, eine um 10% reduzierte Kalkbildung bei Steinkorallen. In einem nächsten Schritt soll auch der Einfluss der Ozeanerwärmung auf die Kalkbildung mit dem Modell untersucht werden.

Publiziert in:
Hohn, S., Merico, A. (2012) Modelling coral polyp calcification in relation to ocean acidification, Biogeosciences, 9, 4441-4454. doi: 10.5194/bg-9-4441-2012.

Weitere Informationen:

Dr. Sönke Hohn
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie
Tel: 0421 – 23800 105
Mail: soenke.hohn@zmt-bremen.de

Grundwasser verstärkt Überschwemmungs-Gefahr für Küstengebiete

Grundwasser verstärkt Überschwemmungs-Gefahr für Küstengebiete
Steigende Meeresspiegel lassen auch unterirdische Wasserreservoire ansteigen

Vielen Küstenregionen droht nicht nur Land Unter durch den steigenden Meeresspiegel: Auch die Grundwasserspiegel steigen und verdoppeln die von Überschwemmungen bedrohten Flächen. Das haben US-amerikanische Forscher am Beispiel Hawaiis festgestellt. Demnach könnte ein Anstieg des Meeresspiegels um rund einen Meter, wie für das Jahr 2100 vorhergesagt, zehn Prozent des dicht besiedelten Küstenstreifens in Honolulu überfluten. Mehr als die Hälfte dieses Wassers kommt dabei nicht aus dem Meer, sondern aus dem Untergrund – aus den Grundwasserleitern. Anfangs werde die Überflutung nur sporadisch auftreten, wenn Hochwasser und starke Regenfälle zusammentreffen, später dann immer häufiger, berichten die Forscher im Fachmagazin „Nature Climate Change“. Für Tourismus, Wirtschaft und Bewohner der betroffenen Regionen hätte dies gravierende Folgen.

„Schätzungen haben ergeben, dass mehr als 20 Millionen Menschen unter dem normalen Hochwasser-Spiegel leben und mehr als 200 Millionen Menschen durch Überschwemmungen bei extremen Hochwasserständen gefährdet sind“, schreiben Kolja Rotzoli und Charles Fletcher von der University of Hawaii in Honolulu. Das zusätzliche Risiko durch steigende Grundwasserstände in Küstennähe sei aber bisher völlig vernachlässigt worden. In dieser Studie werde dieser Effekt nun erstmals explizit untersucht. …

Quelle und vollständiger Artikel: http://scinexx.de/newsletter-wissen-aktuell-15314-2012-11-13.html

Methanaustritte in der Tiefsee


Der Meeresboden im Untersuchungsgebiet vor Pakistan ist teilweise dicht mit Muscheln und Krabben bedeckt. Foto: MARUM, Universität Bremen

Neue Fallstudie bilanziert Gasemissionen im Indischen Ozean

Methan im Meeresboden – Energiequelle der Zukunft oder Bedrohung für das Weltklima? Wissenschaft und Gesellschaft diskutieren kontrovers über diese Frage. In einer Fallstudie, die jetzt im Journal of Geophysical Research erschien, schätzt ein MARUM-Team unter Federführung von Dr. Miriam Römer erstmals ab, wie viel Methan in den Tiefen des nordöstlichen Indischen Ozeans austritt. Die Wissenschaftlerinnen untersuchten zudem, ob das austretende Treibhausgas Methan durch die Wassersäule aufsteigt und in die Atmosphäre gelangt.

Methan blubbert in vielen Regionen aus dem Meeresboden: Im Schwarzen Meer, im Golf von Mexiko, im Nordatlantik, aber auch im östlichen Pazifik. Während einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR untersuchte ein MARUM-Team Methanaustritte am Makran-Kontinentalrand vor Pakistan. Der 400 bis 500 Kilometer breite untermeerische Hang zieht sich über 1.000 Kilometer entlang der iranisch-pakistanischen Küste und besteht zum großen Teil aus parallelen Bergrücken, die bis zu 1.000 Meter hoch aufragen. Er entstand im Lauf von Jahrmillionen, weil dort die Arabische Erdplatte mit einer Geschwindigkeit von bis zu vier Zentimetern pro Jahr unter der Eurasischen Platte abtaucht. Dabei hobelt die Eurasische Platte große Mengen Gesteinsmaterial von der abtauchenden Arabischen Platte. Diese „Späne“ wurden im Lauf der Zeit durch die Plattenbewegung gestaucht und bilden heute den Makran-Kontinentalrand.

„Das untermeerische Rückensystem erstreckt sich über eine Fläche so groß wie Schweden“, sagt die Geowissenschaftlerin Dr. Miriam Römer. „Im seinem Zentrum haben wir mit schiffseigenen Echoloten und unserem Tauchroboter MARUM-QUEST den Meeresboden systematisch in einem langen, 50 Kilometer breiten Streifen erfasst. Dabei fanden wir in Wassertiefen zwischen 575 und 2 870 Metern insgesamt 18 Methanquellen; zwölf davon waren aktiv.“

In den Echolotdaten erscheinen die Austritte als bis zu 2.000 Meter hohe Gasfahnen im Meer (Abbildungen dazu: www.marum.de/Makran.html, Film http://www.marum.de/DFG_Science_TV_6_Muscheln_im_Dienste_der_Wissenschaft.html). Tauchgänge mit MARUM-QUEST brachten mehr Licht ins Dunkel der Methanquellen: Mit Hilfe der auf dem Tauchroboter installierten HD-Kameras fand das Forscherteam heraus, dass die Gasbläschen durchschnittlich etwa einen halben Zentimeter Durchmesser hatten. Besonders bemerkenswert: Die einzelnen Quellen sprudeln unterschiedlich stark; manche geben nur 90 Milliliter, andere bis zu 1,6 Liter Methan pro Minute ins Meerwasser ab. Da der Quelldruck im Lauf der Zeit schwankt, manche Quellen versiegen, andernorts neue entstehen, ist eine Abschätzung der Gesamtmenge des am Makran-Kontinentalrand sprudelnden Methans mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. „Unseren konservativen Berechnungen zufolge treten am Makran-Rücken jährlich umgerechnet etwa 640.000 Kilogramm Methan aus“, sagt Dr. Miriam Römer.

Zwar steigen die Methanbläschen mit zehn bis 30 Zentimeter pro Sekunde Richtung Meeresoberfläche auf. Die Echolot-Messungen belegen aber, dass sich die Gasfahnen oberhalb von 700 Meter Meerestiefe, also weit unter der Meeresoberfläche verflüchtigen: „Das Methan löst sich im Meerwasser auf. Es entweicht also nicht in die Atmosphäre und hat keine Auswirkungen auf das globale Klima,“ bilanziert Dr. Miriam Römer, die sich im übrigen beeindruckt zeigt von den Fotos und Videos, die MARUM-QUEST von den Methanquellen in den Tiefen des Indischen Ozeans lieferte: „An manchen Stellen war der Tiefseeboden von Unmengen an Muscheln, Krebsen und Röhrenwürmern bedeckt. Diese Tiefseebewohner können nur überleben, weil dort Methan austritt, das von Mikroorganismen genutzt wird, die wiederum die Grundlage dieses faszinierenden Ökosystems bilden, das ohne Licht als auskommt.“

„Unsere Ergebnisse aus der Makran-Region sind auf viele, aber eben nicht alle ozeanischen Methanaustritte übertragbar“, betont Dr. Miriam Römer. So gibt es Hinweise, dass Gasblasen, die mit einem Ölfilm ummantelt sind, Methan aus großen Wassertiefen bis in die Atmosphäre transportieren können. Kürzlich bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft eine Expedition der Bremer Wissenschaftlerinnen in den südlichen Golf von Mexiko. Dort sind natürliche Öl- und Methanaustritte am Meeresboden bekannt. Diese Forschungsfahrt ist für 2014 geplant.

Das wissenschaftliche Paper erschien in JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 117, C10015, doi:10.1029/2011JC007424, 2012: Miriam Römer, Heiko Sahling, Thomas Pape, Gerhard Bohrmann, and Volkhard Spieß:
Quantification of gas bubble emissions from submarine
hydrocarbon seeps at the Makran continental margin
(offshore Pakistan)

Gashydrate vor der US-Ostküste beginnen zu zerfallen

Gashydrate vor der US-Ostküste beginnen zu zerfallen
Erwärmung des Meeres droht gewaltige Mengen Methangas aus den Sedimenten zu lösen

Die Erwärmung des Atlantiks macht den Meeresgrund vor der US-Ostküste instabil: Auf einer Fläche von mehr als 10.000 Quadratkilometern beginnt sich Methangas aus den im Untergrund lagernden Gashydraten zu lösen. Das haben US-amerikanische Forscher entdeckt, als sie die Stabilität dieser Methanverbindungen vor der Küste des US-Bundesstaats North Carolina untersuchten. Gashydrate sind Wassermoleküle, die unter hohem Druck und tiefen Temperaturen das Treibhausgas Methan wie einen Käfig einschließen und so konservieren. Werden sie jedoch warm, zerfallen diese Käfige und setzen das Gas frei. Genau dieser Prozess sei bei rund 2,5 Gigatonnen Methanhydrat vor der US-Ostküste im Gange, warnen die Forscher im Fachmagazin „Nature“. Das Ganze ereigne sich zudem in einer Region, in der dadurch leicht ganze Teile des kilometerhohen Kontinentalschelfs abrutschen könnten. ….

Quelle und vollständiger Artikel: http://scinexx.de/newsletter-wissen-aktuell-15255-2012-10-25.html

Größtes Riff der Erde verliert die Hälfte seiner Korallen

Größtes Riff der Erde verliert die Hälfte seiner Korallen

Stürme, Seesterne und Korallenbleiche dünnten Great Barrier Reef in nur 27 Jahren drastisch aus
Das australische Great Barrier Reef hat in nur 27 Jahren die Hälfte seiner Korallen verloren. Das haben australische Forscher bei einer Bestandsaufnahme im größten Korallenriff der Erde festgestellt. Schuld an dem rapiden Rückgang der Korallen seien drei Faktoren: Tropenstürme verursachten massive Schäden vor allem im Süden und in der Mitte des Riffs. Außerdem wurden die Korallen durch eine dramatische Vermehrung von korallenfressenden Seesternen und durch die vom Klimawandel geförderte Korallenbleiche dezimiert. Gehe der Trend so weiter, könnte das Great Barrier Reef bis zum Jahr 2022 noch einmal zehn Prozent seiner heutigen Korallendichte verlieren, warnen die Forscher im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Das bedeute den Verlust des Lebensraums für zehntausende von riffbewohnenden Meerestieren und Pflanzen. …

Mehr siehe: http://scinexx.de/newsletter-wissen-aktuell-15186-2012-10-02.html

Siehe auch: http://www.tagesschau.de/greatbarrierreef130.html

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