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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

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.

Das aktuelle Wissenschaftsjahr: Es geht um Meere und Ozeane

Passend zum aktuellen Sommerwetter: Das erste was mir zum Thema Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane einfällt, hat nichts mit Wissenschaft zu tun. Es ist URLAUB 😀 – mit Sonne, Strand und Meer. Am Strand entlang laufen, die Meeresluft, der Wind, Muscheln sammeln und Fisch essen. (Und natürlich alle möglichen Souvenirs kaufen. 😉 )

Strandmitbringsel

Fundstücke am Strand – und im Souvenirshop, Foto: Ricarda Schügner

Oder auch die Unterwasserfotos einer Freundin von ihrem Tauchurlaub. Da ich die Fotos nicht habe, habe ich ein Video vom Great Barrier Reef herausgesucht. Es ist ein tolles Gebiet zum Tauchen und Schnorcheln. Hier seht ihr das Youtube-Video von Greenbuddy Cairns Travel Blog.

Im Traumurlaub gibt es natürlich nur saubere Strände und sauberes Wasser. Aber – leider – auch im Urlaub befindet man sich nicht plötzlich auf einem anderen Planeten. Bei einem Strandspaziergang lassen sich neben den Muscheln und Schnecken alle möglichen Dinge, die irgendwer irgendwo ins Meer geworfen hat und die an den Strand gespült wurden, sammeln. Das Wasser ist nicht nur mit Müll, sondern auch mit Abwasser und Öl verschmutzt. Niemand schwimmt gerne in schmutzigem Wasser, aber schwerwiegender ist die Schädigung der Lebewesen im Meer. Korallenriffe, wie das Great Barrier Reef, gelten als besonders empfindlich. Die Meeresverschmutzung hat hier schon deutliche Spuren hinterlassen. Und für alle, die gerne Fische und Meeresfrüchte essen: Die Verschmutzung könnte mit dem „Fisch auf dem Tisch“ landen.

Inselurlaubserinnerungen und der Nationalpark Wattenmeer

Ich habe in meinen Erinnerungen von Nordsee-Insel-Urlauben und alten Fotos gekramt. Die meisten Inseln sind abhängig von den Gezeiten zu erreichen. Der Fahrplan lautet also nicht „alle 2 Stunden“, sondern die Fähre legt nur bei Flut ab. – Und wer sie verpasst, muss auf dem Festland bleiben. Mit der Fähre kommen auch (fast) alle Waren auf die Insel und den Abfall wieder auf das Festland. Selbst die Post richtet sich nach Ebbe und Flut. Im Winter kann es schon mal vorkommen, dass die Fähre aufgrund der Wetterbedingungen nicht kommt. Dann sind ausreichend Vorräte wichtig.

Wer „auf der Insel ist“,  😉 befindet sich mitten im Nationalpark Wattenmeer. Für alle, die nicht ausschließlich am Strand liegen wollen, bietet sich daher die Möglichkeit die Pflanzen- und Tierwelt, wie Vögel und Robben, kennenzulernen. Dank der Gezeiten können bei einer Wattwanderung die „auf und im Meeresgrund“ lebenden Tiere beobachtet werden.

Voegel

Vögel am Strand von Amrum, Foto: G. Schügner

Leider ist auch auf der schönsten Insel nicht immer alles heiter bis wolkig. Bei stürmischem Wetter klatschen große Wellen mit enormer Kraft auf den Strand. Hier sollen Deiche und Dünen die Inseln schützen.

Duenen

Dünen auf der Insel Amrum, Foto: G. Schügner

Dieser Schutz reicht nicht immer, wie die Geschichte der schmalen, langen Insel Juist zeigt. Eine Flut im Jahr 1651 teilte die Insel in zwei Teile. Juist wurde erst im 19. Jahrhundert wieder zu einer Insel. Da stellt sich die Frage, wie es den Inseln mit dem steigenden Meeresspiegel durch den Klimawandel ergeht. Wie gut ist der Schutz bei zukünftigen (Sturm-)Fluten? Es könnte häufiger Stürme geben. Wie hoch steigt das Wasser? Was bleibt von den Inseln übrig? Sind die Inseln in Zukunft noch bewohnbar?

Klimawandel und Meer

Der steigende Meeresspiegel ist jedoch nicht das einzige Problem. Erinnert ihr euch noch an den Strandspaziergang und das Sammeln der Muscheln (Muschelschalen) oder das Korallenriff? Auch das könnte in Zukunft anders aussehen. Das Meer nimmt etwa ein Drittel des Kohlendioxids aus der Luft auf. Bei einer steigenden Menge löst sich mehr Kohlendioxid im Wasser. Damit sind wir auch schon wieder bei Chemie und der folgenden Reaktion:

H2O + CO2 → H2CO3

Wasser und Kohlendioxid reagieren zu Kohlensäure. Wenn ich mehr CO2 im Wasser löse, entsteht mehr Kohlensäure. Dadurch wird das Meerwasser saurer. Der pH-Wert sinkt. In einer sauren Umgebung können die Meeresorganismen schwerer Kalkschalen und -skelette aufbauen. Wie gut der Aufbau noch möglich ist, hängt davon ab, wie sauer unsere Meere werden. Ich habe einen Youtube-Beitrag vom GEOMAR Kiel, der Forschungen zu diesem Thema zeigt.

Eine Möglichkeit den Klimawandel zu verringern, sind erneuerbare Energien. Auch hierzu ist mir ein „Inselfoto“ in die Hände gefallen. Es zeigt Windkraftanlagen im Meer (Offshore- oder Hochsee-Windparks). Windkraftanlagen werden tief im Meeresboden verankert, so dass die Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt beobachtet werden müssen.

Windkraft

Windpark vor Amrum, Foto: G. Schügner

Ich finde, dass „Meere und Ozeane“ ein spannendes Thema für dieses Wissenschaftsjahr sind. Und im nächsten Blogbeitrag zum Thema bewege ich mich etwas weiter von unserer heimischen Küste weg, vielleicht sogar in die Tiefen des Meers 😉 – versprochen.

Die wichtigen Internetseiten zusammengefasst zum Schluss: