Blog-Archive

Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane: Reif für die Südseeinsel?

Wie ihr seht – auch in meinem dritten Beitrag zum Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane – verlässt mich das Urlaubsfeeling nicht. 🙂

Südseeinsel-Traum – Palmen, Strand, Meer und blauer Himmel, Bild: R. Schügner

Vielleicht habt ihr euch schon bei meinem zweiten Blogbeitrag zum Wissenschaftsjahr gefragt, wie ich auf „Südseeinseln“ komme. Klar, eignen sich die Inseln hervorragend als Stützpunkt für einen Tauchurlaub, aber viele dieser Inseln „stehen“ auf Korallenriffen und sind von ihnen umgeben. Damit ist das Tauchparadies quasi direkt vor der Haustür.

Korallen bieten einen vielfältigen Lebensraum, Foto: C. Selbach (danke 🙂 )

Wie auf dem Foto zu sehen (und im letzten Beitrag zu lesen) ist, sondern Steinkorallen Kalk ab. Durch die Vielzahl der Korallen bilden sich unter Wasser große weitläufige Strukturen, wie das Great Barrier Reef. Es befindet sich an der Ostküste von Queensland (Australien). Das Riff erstreckt sich über 2.300 km entlang der australischen Küste und besteht aus einer Kette von Einzelriffen und Inseln.

Wo wachsen Korallenriffe?

Korallen benötigen ausreichend Licht, da sie mit Algen in Symbiose leben. Korallen und Algen profitieren von dieser Art „Wohngemeinschaft“, denn die Algen liefern den Korallen über die Photosynthese lebenswichtige Nährstoffe. Die Algen profitieren vom Schutz durch die Korallen.

Korallen siedeln sich also nicht zu tief unter Wasser an, so dass ihre „Mitbewohner“ mit genügend Licht für die Photosynthese versorgt werden. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  • Saumriffe bilden sich entlang der Küste und folgen dem Strandverlauf. Ihre Größe ist davon abhängig, wie steil der Meeresboden abfällt. Saumriffe bilden sich vom Festland in Richtung Meer. Bei älteren Saumriffen kann sich eine Lagune, das bedeutet ein vom Meer abgetrennter Wasserbereich, bilden.

Saumriff, Bild: R. Schuegner

  • Barriereriffe (wie das Great Barrier Reef) wachsen weiter entfernt von der Küste im Ozean an Stellen, an denen das Meer relativ flach ist. Das Riffwachstum wird durch Veränderungen der Umweltbedingungen (steigender Meeresspiegel, Absenkung des Meeresbodens) angeregt.

Barriereriff, Bild: R. Schügner

  • Atolle sind – nach einer Theorie von Darwin – Saumriffe, die eine vulkanische Insel ringförmig umschließen, die sich im Lauf der Zeit absenkt. Im Inneren der Atolle bildet sich eine Lagune.

Atoll, Bild: R. Schügner

  • Plattformriffe wachsen an flachen Stellen im Ozean, d. h. der Meeresspiegel ist so niedrig, dass die Algen Photosynthese betreiben können. Sie sind in der Form den Atollen ähnlich, aber in der Regel Lagune.

Plattformriff, Bild: R. Schügner

Bisher liegen alle Riffe unterhalb des Meeresspiegels und es ist noch keine Insel in Sichtweite. 😉 Das Wachstum der Korallen wird durch einen steigenden Meeresspiegel oder eine Absenkung des Meeresbodens angeregt. Wenn der Meeresspiegel hingegen sinkt oder der Meeresboden angehoben wird, liegen Teile des Riffs über Wasser. Aus den „Kalkfelsen“ über Wasser können dann Inseln entstehen. Im Lauf der Zeit lagert sich Sand auf den Überresten der Korallen ab und Pflanzen und Tiere siedeln sich an. Die Koralleninseln werden auf diese Weise bewohnbar. Beispiele für Atolle sind Kiribati, Vanuatu und Male (Hauptstadt der Malediven).

Die Koralleninseln liegen jedoch nur wenige Meter über dem Meeresspiegel, so dass der Klimawandel für die Inselbewohner zum Teil schon jetzt ein großes Problem darstellt.
Ich habe ein Youtube-Video von Vic Stefanu – World Travels and Adventures gefunden, dass den Landeanflug auf das Tarawa Atoll (Gilbert Island, Kiribati) zeigt. Die flachen Landfläche um eine Lagune sind gut zu erkennen.

Klimawandel ein Problem der Bewohner von Atollen?

Der Klimawandel sorgt auf den Atollen direkt für mehrere Probleme. Der Anstieg des Meeresspiegels aufgrund des Abschmelzens des Polareises kostet die flachen Inseln große Landflächen. Damit wird die Fläche, die zum Wohnen und für die Landwirtschaft nutzbar ist, kleiner. Diese Entwicklung kann schon heute beobachtet werden.

Ein weiteres Problem, dass das steigende Meerwasser verursacht, betrifft die lebenden Korallenriffe, die die Inseln umgeben. Da Korallen von ausreichender Lichtzufuhr abhängig sind, müssen sie sich relativ nah unter der Wasseroberfläche befinden. Ein steigender Meeresspiegel regt zwar das Wachstum der Korallen an, aber die aktuelle Entwicklung verläuft relativ schnell und ist oft von einer Zunahme der Wassertemperatur begleitet. Zu warmes Wasser führt zur Korallenbleiche (hier im Beitrag ausführlich beschrieben) und damit letztlich zum Absterben der Korallen.

Zusätzlich werden die Korallenriffe durch eine zunehmende Versauerung des Meeres geschädigt. Durch den Anstieg des Kohlendioxids in der Luft kann sich auch mehr des Gases im Meer lösen. Dadurch entsteht mehr Kohlensäure und der pH-Wert des Wassers sinkt und die Meere werden saurer. Die genaue Reaktion könnt ihr in meinem ersten Beitrag zu Wissenschaftsjahr nachlesen. Allen Meeresorganismen fällt es schwerer Kalkschalen zu bilden.

Zu den Problemen im Meer kommt hinzu, dass das Wetter durch den Klimawandel unberechenbarer wird. Die Stürme werden häufiger und stärker. Zusammen mit dem geringeren Schutz der Inseln durch die geschädigten Riffe und der verringerten Landmasse führt das zu häufigeren Überflutungen der Landflächen mit salzhaltigem Meerwasser. Die salzhaltigen Landflächen eignen sich nicht mehr für die Landwirtschaft und damit zur Ernährung der Bewohner. Zusätzlich werden die meistens nicht sehr großen Vorkommen an Süß-/Trinkwasser ebenfalls verunreinigt.

Auf dem Youtube-Video von UNICEF New Zealand ist zu sehen, wie die Wellen während des Zyklons Pam (14. März 2015) auf das Ufer treffen.

Ein steigender Meeresspiegel und die Klimaveränderungen wirken sich, wie schon in meinem ersten Beitrag zum Wissenschaftsjahr gezeigt, auch auf unsere Küsten und Inseln aus.

Ein Blick auf die Insel – Land unter?

Meine Lieblingsinsel Juist liegt im Wattenmeer und ist schmal (500 bis 900 Meter) und lang (17 km). Die höchste Erhebung ist mit 22 Metern die Düne mit dem Wasserturm, aber der Strand liegt natürlich niedriger. Ein deutlicher und schneller Anstieg des Meeresspiegels würde sich hier auch mit Land-/Strandverlusten bemerkbar machen.

In der Nordsee hatten die Inseln und angrenzende Küstenbereiche schon immer mit Stürmen und Sturmfluten zu kämpfen. Eine besonders starke Sturmflut teilte die Insel 1651 (Petri-Flut) sogar in zwei Teile, die erst im 19. Jahrhundert wieder zu einer Insel wurde. Der Hammersee ist eine Erinnerung an diese Flut.

2013 verursachte der Orkan Xaver drei aufeinander folgende Sturmfluten. Die Dünen am Hammersee wurden dadurch auf einer Breite von 25 m weggespült. Nach der Sturmflut wurde die Düne repariert und verstärkt. Durch den Klimawandel könnte es zu mehr und heftigeren Stürmen kommen, da das Wetter unberechenbarer werden soll.

Hier habe ich ein Youtube-Video von joergkschulze, dass zeigt, wie sich Xaver am 6. Dezember 2013 auf die Flut auf Borkum ausgewirkt hat.

Die Auswirkungen der Klimaveränderungen zeigen sich aktuell zwar bei den Südseeinseln deutlicher, aber auch bei uns sind die Inseln und Küsten gefährdet. Deichneubauten und -erhöhungen berücksichtigen einen steigenden Meeresspiegel in einem gewissen Maß schon heute.

Ob die aktuellen Prognosen und Modelle zur Berechnung der Erhöhung des Meeresspiegels ausreichen, ist von vielen Faktoren abhängig und wird sich erst in Zukunft zeigen. Trotz dieser Unsicherheit ist abwarten und (Ostfriesen-)Tee trinken keine Möglichkeit, weil „später Handeln“ auch „zu spät Handeln“ sein könnte.

Da nicht allein der Anstieg des Meeresspiegels Probleme bereitet, sondern auch die Geschwindigkeit mit der dies geschieht, kann eine Verlangsamung der Veränderungen der Natur auch Möglichkeiten zur Regeneration, wie zum Beispiel das Korallenwachstum oder Schlickablagerungen im Wattenmeer, bieten.

Dünen mit Reisigzaun auf Amrum, Foto: G. Schügner

Advertisements

Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane: Korallen, Südseeinseln und Urlaubsfeeling?

Hier kommt mein zweiter Beitrag zum aktuellen Wissenschaftsjahr 2016/2017: Meere und Ozeane. Allerdings hat mich wie im ersten Beitrag das Urlaubsfeeling immer noch nicht verlassen. Ich denke dabei an ein blaugrünes Meer, Korallen und Südseeinseln mit weißen Sandstränden. 😉

Korallen mit Seestern, Foto: C. Selbach (Danke 🙂 )

 

Korallen als Heimat von Fischen, Foto: C. Selbach

Auf den Fotos ist zu sehen, dass Korallen auch Lebensraum für andere Tiere, wie Fische und Seesterne sind. Wir sehen Korallen als steinharte Gebilde in vielfältigen Formen und Farben. In den letzten Jahren ist in den Nachrichten öfter von Korallensterben oder Korallenbleiche die Rede, also sind es Lebewesen, genauer gesagt, Tiere.

Korallen gehören wie Quallen zu den Nesseltieren (Cnidaria). Das Wort „Nessel“ kennen wir von unserer heimischen Brennnessel. Und es bedeutet tatsächlich, dass diese Tiere über Zellen verfügen, die zur Abwehr (wie bei der Brennnessel) und zum Beutefang eingesetzt werden. Also besser etwas Abstand halten. 😉

Die Gifte der Nesselzellen lösen beim Menschen oberflächlich meistens nur Hautreizungen und leichte Verbrennungen aus. Einige der Gifte können über das Blut jedoch zum Zusammenbruch des Herz-Kreislauf-Systems und damit zum Tod führen.

Auf dem Youtube-Video von TreeForceHD seht ihr eine Riesenqualle mit Fangarmen.

Quallen und Korallen sind verwandt?

Die einfach gebauten Tiere bestehen aus zwei Zellschichten, der äußeren Epidermis (Ektodermis) und der inneren Entodermis (Gastrodermis), die um einen zentralen Hohlraum angeordnet sind. Zwischen beiden Schichten befindet sich eine gallertartige Schicht, die Mesogloea. Bei Quallen ist diese gallertartige „Wackelpuddingmasse“ deutlich sichtbar, aber bei Korallen?

Vom Aussehen werden zwei Formen unterschieden, die glockenförmige Qualle und der Polyp, der einen Fuß und Tentakel besitzt. Quallen können während ihres Vermehrungszyklus in beiden Formen vorkommen. Korallen kommen in der Form von Polypen vor. Die meistens relativ kleinen Polypen (wenige Millimeter bis ein Zentimeter) bilden große Kolonien. Steinkorallen sondern Kalk ab, der die festen steinähnlichen Strukturen bildet.

Schematische Darstellung eines Korallenpolypen, Bild: R. Schügner

Der Polyp sitzt im Fall der Steinkorallen in einem kalkhaltigen Ring, den er selbst abgesondert hat.

Um einen zentralen Verdauungsraum mit Mundöffnung sind Tentakel mit Nesselzellen angeordnet. Die meisten der Polypen bilden große Kolonien. Die Verbindung zu den Nachbarpolypen erfolgt über das Coenchym.

Für die bunten Farben der meisten Korallen sind Algen (Zooxanthellen), die sich in der Außenhaut der Korallen ansiedeln, verantwortlich. Algen und Korallen leben in Symbiose, was bedeutet, dass es so eine Art Wohngemeinschaft ist, von der jeder profitiert. Die Algen sind im Polypen geschützt und bekommen Nährstoffe wie Kohlendioxid, Phosphor- und Stickstoffverbindungen geliefert. Algen können aus Kohlendioxid und Wasser mittels Photosynthese Zucker und Sauerstoff produzieren und die Korallen mit ernähren. Da für die Photosynthese Licht benötigt wird, wachsen die Korallen dem Licht entgegen.

Farbige Korallen, Foto: C. Selbach

Was ist die Korallenbleiche?

Wie oben beschrieben, kommt die bunte Farbe der Korallen durch die Ansiedlung von Algen (Zooxanthellen) auf den Korallen. Die Polypen sitzen in einem weißen Kalkring. Ohne die Besiedlung mit Algen sind die Korallen also „bleich“. Da beide, Korallen und Zooxanthellen, von dem Zusammenleben einen Nutzen haben, stellt sich die Frage, wieso die Algen „verschwinden“.

Der Grund für die Trennung sind durch zu hohe Wassertemperaturen gestresste Algen. Bei den Algen führt der Wärmestress dazu, dass Giftstoffe produziert werden. Die Korallen stoßen die Algen infolge der Giftproduktion ab und „erbleichen“. Die Korallen können zwar einige Zeit (das ist abhängig von der Art) ohne die zusätzliche Nahrungslieferung der Algen überleben, aber nicht dauerhaft. Irgendwann sind nur noch die blassen „Kalkskulpturen“ der Korallen – ohne jedes Leben – übrig. Da die Korallenriffe ein Lebensraum für viele weitere Tiere sind, ist auch das Überleben dieser Tiere gefährdet. Das trifft nicht nur den Tourismus, sondern auch besonders die menschliche Ernährung, da viele Fische in den Riffen Nahrung und Schutz finden. Korallenriffe schützen jedoch nicht nur die Meeresbewohner, sondern auch die Küsten vor Sturmschäden und großen Wellen.

Infolge der globalen Erwärmung steigt auch die Wassertemperatur an. Bei einer dauerhafte Wassertemperatur ab 29/30°C (ich habe beide Werte gefunden), ist das Überleben der Korallenriffe gefährdet.

Ich habe als Beispiel für die Lebensgemeinschaften im Korallenriffe ein Youtube-Video der California Academy of Sciences gefunden (englisch, Temperaturangabe in °F). Es werden verschiedene Beispiele für das Zusammenleben im Riff und die Beobachtung durch Wissenschaftler gezeigt.