Was tötet die ganze Koralle?

Korallenriffe sind die Heimat einer Vielzahl von Meerestieren.

tropisches KorallenriffKorallenriffe sind einige der ältesten und größten Städte, die jemals gebaut wurden und stellen oft sogar die bekanntesten Zentren der menschlichen Zivilisation in den Schatten. Australiens Great Barrier Reef, die größte Korallenkolonie der Welt, ist 440-mal größer und 1.300-mal älter als New York City, während das viel kleinere Maro Reef auf Hawaii noch zwei Big Apples aufnehmen kann, für Honolulu bleibt noch genügend Platz. Korallen-Enklaven wie diese bieten ihren Bewohnern und Besuchern eine seltene Mischung aus Nahrung, Unterkunft und Geselligkeit. Sie entwickeln sich zu einer riesigen Masse aquatischen Handels, die eine Schlüsselrolle im Leben über und unter der Oberfläche spielen.

Doch nach jahrtausendelanger ununterbrochener Aktivität werden die Riffe auf der ganzen Welt plötzlich in alarmierendem Tempo zu Geisterstädten. Ein Prozess, bekannt als "Korallenbleiche" hat 2010 beinahe Rekordzahlen an Todesfällen und Ruhephasen ausgelöst, insbesondere bei Riffen in Asien und der Karibik, was an die historischen Auslöschungen von 1998 und 2005 anknüpft — und eine weithin erwartete Nebenwirkung der globalen Erwärmung andeutet.

"Wir werden an den Punkt kommen, an dem jedes Jahr ein bedeutendes Bleichjahr ist und es häufiger und schwerwiegender wird," sagt Paul Jokiel, ein Korallenriff-Ökologe an der Universität von Hawaii. "Und die treibende Kraft all dessen ist, dass wir sehr viel Kohlendioxid in die Atmosphäre gepumpt haben und dass sich Kohlendioxid jetzt erwärmt und auch die Ozeane säuert."

Mindestens 19 Prozent der Korallenriffe der Erde sind bereits tot, darunter etwa die Hälfte der Riffe in der Karibik, und weitere 15 Prozent könnten nach Angaben der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration in den nächsten 20 Jahren sterben. Das sind schlechte Nachrichten nicht nur für Riffe, sondern auch für die rund 2 Millionen Pflanzen- und Tierarten, die von ihnen abhängen. "Man könnte argumentieren, dass ein völliger Zusammenbruch des marinen Ökosystems eine der Folgen des Verlusts von Korallen sein würde," Kent Carpenter, Direktor des Global Marine Species Assessment, sagte der Associated Press.

Neben den ökologischen Folgen des Bleichens bedrohen Experten auch die lokale und regionale Wirtschaft an Land, von Meeresfrüchten in Südflorida bis zum Schnorcheln auf den Philippinen. Während Riffe nur 0,2 Prozent des Meeresbodens bedecken, leben hier 30 Millionen Menschen "völlig abhängig" Laut einem Bericht der Vereinigten Staaten von Amerika, der den globalen wirtschaftlichen Wert von Koralle auf 172 Milliarden US-Dollar bezifferte — mehr als die großen einheimischen Produkte vieler Nationen. Diese Riffe sind hauptsächlich im Südpazifik, in Südostasien, in Ostafrika und in der Karibik anzutreffen. Die USA verfügen jedoch auch über eine beachtliche Korallensammlung, die mit 1.455 Quadratmeilen auf dem 16. Rang liegt. Allein auf Hawaii gibt es Riffe mit einem Wert von etwa 10 Milliarden US-Dollar, während Korallen in Florida Berichten zufolge eine wirtschaftliche Aktivität von 5,5 Milliarden US-Dollar erwirtschaften und mehr als 70.000 Arbeitsplätze schaffen.

Trotz des Werts solcher Riffe sind sich die meisten Amerikaner ihrer Notlage nicht bewusst: Laut einer Umfrage der Yale University in Arecent haben 75 Prozent der Befragten in den USA noch nie von Korallenbleiche gehört. Das mag sich ändern, wenn die aktuellen Trends anhalten, aber da die Riffe so langsam wachsen — oft dauert es Jahrzehnte, bis sie ein paar Zentimeter größer werden -, bleibt nicht viel Zeit, um die Neuigkeiten zu verbreiten, sagt Jokiel. "Sie passen sich an, aber wir sprechen von Hunderttausenden von Jahren. Die Bedingungen in den Ozeanen haben sich seit Äonen nicht geändert, und wir ändern sie einfach zu schnell."

Aber warum ist warmes Wasser für Korallen so schlecht? Und warum wissen so wenige davon? Sowohl die winzigen Tiere als auch die Riffe, die sie bauen, sind bereits unter normalen Bedingungen komplex, so dass die chaotischen Welten des Bleichens von Korallen und der Versauerung des Ozeans so viel schwieriger zu erfassen sind. Im Folgenden wird kurz erläutert, wie Korallenriffe funktionieren, wie sie abgenutzt sind und wie wir sie möglicherweise retten können.

KorallenpolypWas ist Koralle??

Wie Quallen gehört Koralle zu einer bizarren Familie von Blobs, die als Ascnidarians bekannt sind (die "c" ist leise). Und wie seine entfernte Verwandtschaft ist auch Coral mit Haarkratzern ausgestattet, den sogenannten Nematozysten, die winzige, giftige Stacheln auf Raubtiere oder Beute abfeuern können. Aber hier beginnt die Familienähnlichkeit zu verblassen: Während Quallen nomadische Aasfresser sind, werden sie mit einem Spitznamen versehen "Kakerlaken des Meeres," Korallen gehören zu den konstruktivsten und kooperativsten Tieren der Erde.

Einzelne Korallen, die als Polypen bezeichnet werden, sind kleine, blütenförmige Tiere (siehe Abbildung oben), die von einem Ring aus Tentakeln umgeben sind "gastrovaskuläre Höhle." Die Tentakel greifen nach Plankton und füllen es in diesen Hohlraum, der die Nahrung verdaut, die Nährstoffe verteilt und den Abfall durch den Mund zurückwirft, der gleichzeitig als Anus fungiert. Einige Arten überleben nur mit dieser Diät, die meisten ergänzen sie jedoch durch eine erstaunliche Anpassung, die die Grenze zwischen Pflanze und Tier verwischt, um eine andere Nahrungsquelle.

ZooxanthallaeDas Erfolgsgeheimnis von Korallen ist eine Art einzelliger Algen namens Azoxanthellen (links), die das Sonnenlicht in der Nähe der Wasseroberfläche aufsaugen. Korallenpolypen nehmen sie auf, aber anstatt sich mit nur einer Mahlzeit zufrieden zu geben, tun sie etwas, was nur wenige andere Tiere können: Sie bauen die Algen in ihren Körper ein und nutzen so effektiv die Kraft der Photosynthese. Sobald ein Polyp dies tut, fängt er an, ungefähr 90 Prozent seiner Nahrung aus seinen Algen zu gewinnen, wodurch er mehr Zeit mit dem Bauen von Riffen und weniger mit dem Greifen nach Plankton verbringt. Wissenschaftler halten diese Beziehung für symbiotisch, da die Algen ein freies Zuhause bekommen und die Korallen Nahrung bekommen, ähnlich wie ein Bauer, der Getreide in seinem Magen anbaut. Aber da Pflanzen Sonnenlicht brauchen, wäre es hilfreich, wenn der Bauer durchsichtig wäre — und deshalb sind es die meisten Korallenpolypen. Riffe verdanken ihre Farben nicht ihren durchsichtigen Baumeistern, sondern den darin enthaltenen pigmentierten Algen.

SäulenkoralleDiese Algen tragen jedoch nicht nur zur Farbe bei, sondern liefern auch die zusätzliche Energie und Nährstoffe, die Korallen benötigen, um Riffe zu erzeugen. Diese mit Algen infundierten Riffbauer sind bekannt als "Steinkorallen," benannt nach ihren markenzeichen kalksteintürmen und leben in kolonien neben tausenden anderen polypen. Jeder verankert sich am Riff, indem er Calciumcarbonat absondert und ein becherförmiges Skelett namens a bildet "Kelch," Dadurch kann es sich wie eine Schildkröte in der Schale verstecken oder ausstrecken. Es hebt sich auch in regelmäßigen Abständen auf und sondert eine neue Kalziumkarbonatschicht über der alten ab, erhebt sich und dehnt das Riff aus. Verschiedene Arten bilden während des Wachstums eine Vielzahl von Formen, von faltigen Korallen und aufrechten Korallen (rechts) bis zu den kunstvollen, verzweigten Fingern von lebenden Baum- und Hornriffen.

Was ist Korallenbleichen??

Bleichen ist das, was passiert, wenn die Korallen-Algen-Allianz zusammenbricht, was bis vor einigen Jahrzehnten selten war. Die ersten Berichte über weitverbreitete Bleiche tauchten Anfang der 1980er Jahre auf und breiteten sich allmählich auf immer mehr Riffe aus, bis a "globales Bleichen" Das Ereignis schlug schließlich 1998 ein und tötete schätzungsweise 16 Prozent aller Korallen auf der Erde. Es schockierte viele Wissenschaftler, Schnorchler und Fischer weltweit, aber für Jokiel war es etwas, vor dem er sich seit Jahrzehnten gefürchtet hatte.

KorallenbleicheDank einer Vorschau in Hawaiis Kaneohe Bay gehörte Jokiel zu den ersten Wissenschaftlern, die in den frühen 70er Jahren das Bleichen von Korallen untersuchten. Früher lebhafte Riffe waren weiß geworden, als ein neues Kraftwerk anfing, heißes Wasser in die Bucht zu leiten, was Korallenexperten alarmierte. "Keiner der Wissenschaftler, die in den 1970er Jahren hier draußen waren, hatte jemals eine gebleichte Koralle gesehen," Sagt Jokiel. "Niemand irgendwo hatte." Sie haben schnell bewiesen, dass heißes Wasser nicht nur Korallen bleichen kann, sondern dass jede Art ihren eigenen Bereich tolerierbarer Temperaturen hat. "Wir haben gezeigt, dass alle Korallen der Welt in den Sommermonaten innerhalb von 1 bis 2 Grad [Celsius] ihrer Obergrenze leben," Jokiel fügt hinzu. "Es ist ein so kleiner Unterschied, aber es hat sich im Laufe der Zeit wunderbar gehalten."

Das ist bis vor kurzem so. Während die Ereignisse in der Kaneohe Bay nicht durch den Klimawandel verursacht wurden, boten sie einen Einblick in die Möglichkeiten. Es ist nicht so, dass Riffe einfach braten; Durch wärmeres Wasser beginnen Zooxanthellen, Giftstoffe zu produzieren, wodurch die Korallen gezwungen werden, ihre Algen wieder ins Meer zu werfen — und ein Riff zu hinterlassen, das aussieht "gebleicht," mit seinem weißen Skelett, das durch die lichtdurchlässigen Polypen zeigt. Es hinterlässt auch Korallen ohne lebenswichtige Nahrungsquelle, und während sie eine Weile überleben können, sterben sie schließlich von selbst ab. Gebleichte Riffe vereinigen sich manchmal wieder mit ihren Algen, wenn das Wasser wieder abkühlt. Da sich die Ozeane jedoch voraussichtlich über Jahrhunderte erwärmen, kann diese Chance verblassen. Und egal, was Korallen nicht tötet, macht sie immer noch nicht stärker, betont Jokiel. "Selbst ein mildes Ereignis hat einen großen Einfluss auf ihre Biologie," er sagt. "Es könnte ihr Wachstum verlangsamen oder dazu führen, dass sie sich weniger vermehren. Und wenn die Temperaturen nicht wieder sinken, sterben natürlich viele."

Was ist Ozeanversauerung??

MeeresoberflächeAls ob die Gefahr des Bleichens nicht genug wäre, sehen sich Korallenriffe einer weiteren ernsthaften Bedrohung durch den Klimawandel gegenüber: der Versauerung der Ozeane. Dasselbe Kohlendioxid, das Wärme auf der Erde speichert, wird auch von den Ozeanen absorbiert, was zunächst gut klingen könnte. Schließlich führt weniger CO2 am Himmel dazu, dass mehr Wärme zurück in den Weltraum entweicht. Dies verlangsamt zwar die Auswirkungen der globalen Erwärmung an Land, verschlimmert jedoch die Situation auf See: Zu viel CO2 verändert die Chemie des Meerwassers und senkt seinen pH-Wert, um es saurer zu machen. Dies ist keine Spekulation, da die NOAA berichtet, dass das Oberflächenwasser des Ozeans seit Beginn der industriellen Revolution bereits um 0,1 pH-Einheiten von durchschnittlich 8,2 gefallen ist. NOAA sagt bis zum Ende dieses Jahrhunderts voraus, dass der pH-Wert des Oberflächenwassers um weitere 0,3 sinken wird.

Der Grund, warum dies eine schlechte Nachricht für Korallen und andere Meerestiere ist, warnt NOAA, ist, dass die Versauerung die Anzahl der Karbonationen im Meerwasser verringert, die für den Aufbau von Kalziumkarbonatskeletten entscheidend sind — nicht nur Korallenriffe, sondern alles, was aus einer riesigen Muschelschale stammt zur Schutzrüstung um winziges Plankton. Und es ist ein subtiler Mörder, erklärt Jokiel und verzichtet zugunsten eines langsameren, weniger offensichtlichen Ablebens auf die dramatische Ausbleichung von Korallen. "Es ist ein heimtückischer Prozess, weil Sie diese großen Bleichereignisse nicht sehen," er sagt. "Es ist nur ein langsameres und langsameres Wachstum oder überhaupt kein Wachstum."

Und das ist immer noch nicht das Schlimmste. Nicht nur das Bleichen und die Versauerung richten im Meer Schaden an, sondern auch gemeinsam "Störfaktoren" — d.h. sie verschlechtern sich gegenseitig, in a "1 + 1 = 3" Art und Weise, Likecigarettes und Asbest. Mit steigenden Wassertemperaturen nehmen die Ozeane mehr CO2 auf, werden saurer und machen das Leben für Korallenriffe zunehmend miserabler.

Können Riffe Erleichterung finden?

Es ist kein Geheimnis, warum 1998, 2005 und 2010 große Bleichjahre waren: Es sind drei der wärmsten Jahre auf der Erde seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1880. El Nino hat in einigen Fällen eine Rolle gespielt, beispielsweise 1998 und Anfang 2010, aber seine Auswirkungen beschränken sich größtenteils auf pazifische Riffe. Und der langfristige Trend zur Erwärmung des Wassers geht über die saisonalen Launen von El Nino hinaus, was unter Wissenschaftlern zu einer weit verbreiteten Schlussfolgerung führt, dass der Anstieg der CO2-Emissionen die Schuld daran ist.

Nirgendwo war die Korallenbleiche von 2010 schlimmer als in der Karibik, wo sie möglicherweise sogar den Rekordschaden von fünf Jahren zuvor übertroffen hat. Das Meerwasser in der Nähe der Jungferninseln lag 2005 um 5 Grad über dem Durchschnitt, doch Forscher in Panama meldeten 2010 Wassertemperaturen von bis zu 7 Grad über dem Durchschnitt.

FingerkoralleDer Klimawandel ist bei weitem nicht die einzige Gefahr für Korallenriffe. Sie waren schon immer von sorglosen menschlichen Schwimmern bedroht, die jahrzehntelange Arbeit mit einem einzigen Tritt zunichte machen können, sowie von Hurrikanen (obwohl sie möglicherweise auch das Bleichen von Korallen reduzieren). Die Umweltverschmutzung ist eine weitere Bedrohung, von Abwässern und landwirtschaftlichen Abwässern bis hin zu Katastrophen wie der Ölpest 2010 am Golf von Mexiko, durch die Tiefseekorallen dezimiert wurden. Sogar Lärmbelästigung kann ein Problem darstellen, da Bootsmotoren und Sonar die Geräusche übertönen können, die jungen Korallen helfen, Riffe zu finden. Das Aussetzen von Meeresschutzgebieten ist daher der Schlüssel zur Rettung von Riffen, ebenso wie das Unterrichten verantwortungsbewusster Schnorchel- und Bootstipps. Einige Wissenschaftler haben auch vorgeschlagen "Aussaat" Riffe mit neuen, hitzebeständigeren Algen, die härter und weniger anfällig für Temperaturschwankungen sind. Jokiel schließt solche Vorschläge nicht aus, aber er sagt, sie könnten von der dringlicheren — und entmutigenderen — Aufgabe ablenken, den CO2-Ausstoß zu senken. "Darüber wird immer geredet, wie wir Abhilfe schaffen können," er sagt. "Aber Sie müssen wirklich aufhören, so viel CO2 freizusetzen."

Trotz all des Energieverbrauchs und der Verbrennung von Fossilien in den USA und im Ausland hat Jokiel die Hoffnung nicht aufgegeben, dass der Niedergang der Korallen den Menschen die Fehler ihres Weges aufzeigen kann — auch wenn sie nicht in der Nähe des Ozeans leben. "Es gibt viele Menschen im Mittleren Westen, die sich für Korallenriffe interessieren, aber es reicht nicht aus, um ihre Gewohnheiten zu ändern," er sagt. "Ich denke, das Verhalten der Menschen wird sich ändern, wenn es sich wirtschaftlich durchsetzt."

Und wenn diese Erkenntnis zu spät kommt? "Es ist eine traurige Geschichte," Sagt Jokiel, "Aber am Ende des Jahrhunderts, wenn die Leute weitermachen, was sie tun, ist die Spezies, die in Schwierigkeiten geraten wird, unsere."

Mehr Informationen

Um mehr über Bleichen, Säuern oder andere Probleme mit Korallenriffen zu erfahren, schauen Sie sich dieses Video von climateXchange an:

Bildnachweis

  • Korallenriff nahe tropischer Insel: Jupiter Image
  • Nahaufnahme des Korallenpolyps: NOAA
  • Zooxanthellen: NOAA
  • Säulenkorallen: NOAA
  • Gebleichte Koralle: NOAA
  • Meeresoberfläche: NASA
  • Fingerkorallen: Claire Fackler / NOAA
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