Ähnlich wie wütende Waldbrände, sengende Hitzewellen und stürzende Überschwemmungen ist die sich ändernde Farbe des Ozeans ein weiteres Warnsignal für den vom Menschen verursachten Klimawandel, so eine neue Studie, in der spezialisierte Satellitenbeobachtungen aus zwei Jahrzehnten analysiert wurden.
Ein großer Teil dieser Veränderung hat mit Phytoplankton zu tun, bei dem es sich um mikroskopisch kleine Meeresalgen handelt, die in der obersten Wasserschicht leben. Wie Gras und Bäume verwendet Phytoplankton ein grünes Pigment namens Chlorophyll, um Sonnenlicht in Nahrung umzuwandeln.
Dieses Pigment wird oft aus dem Weltraum beobachtet und ist der Hauptindikator, den Wissenschaftler zur Untersuchung der Meeresfarbe verwenden. Die Studie ergab, dass Phytoplankton sehr anfällig für den Klimawandel ist – ein Prozess, der seine Bewohner aus ihren Körpern vertreibt und dadurch die Farbe des Ozeans verändert.
„Es hat Millionen von Jahren gedauert, bis sich diese Ökosysteme gemeinsam entwickelten und im Gleichgewicht waren“, sagte Stephanie Dutkiewicz, MIT-Forscherin und Mitautorin der Studie. veröffentlicht Letzte Woche in der Natur. „Veränderungen in so kurzer Zeit sind nicht gut, weil sie das gesamte Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen.“
Dutkiewicz hat diese Veränderungen – und die Auswirkungen, die sie auf das Meeresleben haben könnten – im Jahr 2019 vorhergesagt. Bis dahin, sagte sie, werden Satelliten die „Wächter“ sein, die feststellen, ob sich die Farbe des Ozeans ändert oder nicht.
In der neuen Studie analysierten die Forscher zunächst Daten des NASA-Satelliten Aqua MODIS, der seit 2002 Farbveränderungen der Ozeane überwacht, von denen einige zu subtil sind, als dass das menschliche Auge sie erkennen könnte. Der Studie zufolge haben Daten aus zwanzig Jahren gezeigt, dass sich die Farben in mehr als der Hälfte der Weltmeere verändert haben. Wissenschaftler sagten, die Veränderungen gingen über das hinaus, was aufgrund natürlicher Ereignisse zu erwarten wäre.
Um herauszufinden, ob dieser Trend mit dem Klimawandel zusammenhängt, verglichen die Forscher diese Ergebnisse dann mit den Ergebnissen zweier Modelle. Jemand habe simuliert, was mit den Farben des Ozeans passieren würde, wenn Treibhausgase den Planeten nicht erhitzen würden, sagte Dutkiewicz. Das Modell addierte das andere bei Vorhandensein von Emissionen, was zu einer Farbverschiebung in 50 Prozent des Ozeans führte – ein Muster, das mit den Satellitenbeobachtungen übereinstimmt.
Dutkiewicz sagte, es sei ein besorgniserregendes Zeichen für die Zukunft des Planeten.
„Ich wusste, dass das passieren könnte, weil ich seit 10 bis 15 Jahren an diesen Modellen arbeite, daher ist es nicht überraschend“, sagte sie. „Aber jetzt können wir es direkt sehen – wir haben einen Hinweis darauf, dass es in der realen Welt passiert. Und das ist beängstigend, weil es bedeutet, dass es nicht mehr nur mein Computer ist, der das sagt: Es sind die Satellitensensoren, die sagen: ‚Ja, der Ozean ändert seine Farbe, und zwar sehr schnell.‘“
Der Ozean zeigt eine schillernde Vielfalt an Farben – ein Ergebnis der Wechselwirkung von Lichtwellen mit Molekülen im Wasser, unabhängig davon, ob sie gestreut oder absorbiert werden, sagte Ivonna Cetenio, Ozeanographin am Goddard Space Flight Center der NASA. Sie sagte, dass die Zusammensetzung des Ozeans bzw. die darin enthaltenen Nährstoffe und das Leben die Farbe seines Wassers bestimmen.
„Wir stellen uns den Ozean als ein großes Gewässer vor, aber er verfügt über eine große Vielfalt an Ökosystemen, Organismen und Nährstoffen“, sagte Cetinho. „Es gibt keine andere Möglichkeit, das Geschehen zu verstehen und alles kontinuierlich vom Weltraum aus zu beobachten – und der einzige Weg, dies zu tun, besteht darin, die verschiedenen Farben im Ozean zu betrachten.“
Im Meer, sagte sie, könne das Wasser eine bräunliche Färbung haben, wenn es mit abgestorbenen Blättern und aus Flüssen aufgewirbelten Sedimenten beladen sei. Andernorts kann der Ozean ein Spektrum von tiefem Dunkelblau bis zu einem Grünton aufweisen – und hier kommt das Phytoplankton ins Spiel.
In „SpongeBob Schwammkopf“ ist Plankton ein machtgieriger Bösewicht. Aber im wirklichen Leben sind winzige Pflanzen für bis zur Hälfte des Sauerstoffs, den wir atmen, verantwortlich. Sie tragen dazu bei, einen Großteil des Kohlenstoffs in der Atmosphäre zu absorbieren, und bilden das Rückgrat des marinen Nahrungsnetzes. Sie dienen als Nahrung für Zooplankton, von dem sich dann Fische ernähren, die wiederum von größeren Fischen ernährt werden, und so weiter.
Gewässer mit einer höheren Phytoplanktondichte – beispielsweise in den Tropen – erscheinen tendenziell grüner, während Gewässer mit weniger Phytoplankton blauer sind. Jetzt jedoch fordern die Kaskadeneffekte des Klimawandels ihren Tribut vom Phytoplankton, sagte Dutkiewicz.
An manchen Orten verändern steigende Temperaturen die Meeresströmungen und stören den Nährstofffluss in die Tiefsee, den das an der Oberfläche lebende Phytoplankton zum Überleben benötigt. Dieser Nährstoffmangel kann die Phytoplanktonzahl verringern und das Wasser blauer machen. In anderen Gebieten, sagte Dutkiewicz, hätten die Gewässer mit zunehmender Phytoplanktonzahl einen grüneren Farbton angenommen – ein Boom, der „zu groß“ sein könnte, als dass das Ökosystem ihn aufrechterhalten könnte.
Steigende Wassertemperaturen und Veränderungen im Säuregehalt – da sich mehr Kohlendioxid im Ozean löst – können die Arten von Phytoplankton verändern, die in verschiedenen Regionen leben. Dies verändere nicht nur die Farbe des Wassers, sagte Dutkiewicz, sondern habe auch Auswirkungen auf die Nahrungsketten.
„Wenn ein Phytoplankton die Größe eines Tennisballs hätte, wäre das größte so groß wie Manhattan, was bedeutet, dass es völlig andere Nahrungsnetze unterstützen würde“, sagte Dutkiewicz. Der Klimawandel könnte eine Verschiebung bewirken, die beispielsweise dem Wachstum von Palmen mitten in der Tundra entspricht. Und dann wissen Sie, was machen Elche, weil sie nicht an Palmen gewöhnt sind? „
Zumindest im Moment ist es schwierig, Veränderungen in den Farben des Ozeans mit bloßem Auge wahrzunehmen – „Es ist nicht so, als würde man eines Tages an den Strand gehen und es hat eine andere Farbe“, sagte Dutkiewicz.
„Aber nur weil man es nicht sehen kann, heißt das nicht, dass es nicht passiert und dass es nicht die Macht hat, uns auf unterschiedliche Weise zu beeinflussen“, fügte Dutkiewicz hinzu.
Es sollte ein Weckruf sein, sagte sie – „obwohl wir im Laufe der Jahre einige davon hatten.“
„Es ist, als würden wir ständig auf die Schlummertaste unseres Weckers drücken und uns sagen, dass wir jetzt umziehen müssen“, fügte sie hinzu.
