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StartseiteForschung aktuell"Stärker als ich von vornherein gedacht hatte"29.07.2010

"Stärker als ich von vornherein gedacht hatte"

Wissenschaftler stellen Planktonschwund in den Meeren fest

Ozeanographie. - Das Phytoplankton der Ozeane hat in den vergangenen 60 Jahren um 40 Prozent abgenommen. Die winzigen Pflanzen bilden die Basis der Nahrungsnetze in den Meeren. Wird sie schmaler, könnte es für die Ökosysteme, den Menschen eingeschlossen, eng werden. In der aktuellen "Nature" berichten Forscher um Boris Worm, Professor an der kanadischen Dalhousie-Universität in Halifax über ihre Funde. Worm erläutert sie im Gespräch mit Katrin Zöfel.

Mit dem Satelliten kann man eine Algenblüte vor Irland erkennen. (Nasa)
Mit dem Satelliten kann man eine Algenblüte vor Irland erkennen. (Nasa)

Zöfel: Herr Professor Worm, wie stark fällt der Schwund tatsächlich aus?

Worm: Der Schwund des Phytoplankton liegt etwa im Bereich von ein Prozent globaler Mittelwert pro Jahr. Um das mal so zu übersetzen, seit 1950 würde das bedeuten, dass ungefähr 40 Prozent des Phytoplankton verschwunden ist, 60 Prozent sind noch dar.

Zöfel: Das ist sehr viel, oder?

Worm: Ja, das ist schon eine Größenordnung, die wir uns so nicht vorgestellt haben. Es gibt ja schon länger die Vermutung, dass das Phytoplankton abnimmt, global gesehen, dass das mit der Erderwärmung, besonders mit der Erwärmung der Oberfläche der Ozeane zu tun hat. Das kann man an Satellitendaten zu sehen. Aber diese Satellitendaten sind nur über die letzten zwölf Jahre kontinuierlich verfügbar. Und das reicht natürlich nicht aus, um langfristige Trends zu überprüfen. Und das haben wir jetzt aufgrund von anderen Daten, die direkt aus dem Ozean entnommen wurden, gemacht. Und da zeigt sich dieser langfristig abnehmende Trend, der auch schon vermutet wurde, aber dass er doch stärker ausfällt, als ich das so von vornherein gedacht hätte.

Zöfel: Die Daten früherer Zeiten, die Sie gerade erwähnt haben, was für Daten sind das?

Worm: Das sind verschiedene Daten, es sind alles wissenschaftliche Daten, also Wissenschaftler, Ozeanbiografen, Meeresgeologe, die ausgegangen sind und die Menge des Phytoplankton in verschiedenen Ozeangebieten weltweit erkundet haben. Das sind Leute aus ganz verschiedenen Organisationen. Es fing an, mit Padre Angelo Secchi, der von der päpstlichen Flotte beauftragt worden war, die Klarheit des Mittelmeers zu kartieren, im 19. Jahrhundert, Ende des 19. Jahrhunderts. Und der hat ein ozeanographisches Instrument erfunden, die so genannte Secchi-Scheibe, die die Transparenz der Wassersäule misst. Und daraus kann man den Phytoplanktongehalt errechnen. Und das war also ein wichtiger Datensatz, diese Secchi-Scheiben-Messung und das andere waren eben direkte optische Messungen in Wasserproben, die den Phytoplanktongehalt dann ermittelt haben. Insgesamt eine halbe Million Observationen, verteilt über die letzten 100 Jahre, also von 1899 bis 2009.

Zöfel: Sie hatten den Klimawandel als mögliche Ursache schon angesprochen. Wie erklären Sie sich diesen Schwund?

Worm: Also der Zusammenhang ist ein indirekter. Die zunehmende Temperaturveränderung die Oberflächenschichtung der Ozeane, insofern als da eine warme Wasserschicht auf dem kalten Tiefenwasser liegt, das kann man beim Schwimmen ja auf noch merken. Das ist im Großteil der Ozeane so über das Jahr konstant der Fall, also dass diese Schichtung vorliegt. Und in der Oberflächenschicht, die warm ist, lebt das Phytoplankton, oder ein Großteil des Phytoplankton. Und das braucht die Nährstoffe, die dort vorhanden sind und kann nur weiter wachsen, wenn in Nährstoffe aus dem kälteren Tiefenwasser eingemischt werden. Und der Vermischungsprozess wird immer schwächer, je wärmer das Oberflächenwasser wird, weil die Dichtedifferenz einfach größer wird. Und das ist jetzt global zu verzeichnen, dass eben diese Oberflächenschicht sich erwärmen. Das kann man messen und belegen, und dadurch eben die Schlichtungstiefe abnimmt und damit die Stärke der Schichtung zunimmt und dadurch eben die Nährstoffe sorgen geringer wird. Und das ist wahrscheinlich der Hauptgrund, warum Phytoplankton so stark abgenommen hat.

Zöfel: In der Ostsee gibt es gerade eine Algenblüte, viel zu viele Algen. Wie passt das mit Ihren Erkenntnissen zusammen?

Worm: Ja, das passt gut zusammen, weil wir auch in unseren Daten im Küstenbereichen eine Zunahme des Phytoplankton verzeichnet haben. Der globale Rückgang, den wir errechnet haben, ist nicht uniform. Das findet vor allen Dingen im offenen Ozean statt, wo der Eintrag von Nährstoffen von Land, der diese Blüten in der Ostsee zum Beispiel bewirkt, einen geringen oder keinen Einfluss hat. Wo eben diese physikalischen Prozesse, die ich vorhin angesprochen habe, Schichtung und Erwärmung, eine viel größere Rolle spielen. Da findet der größte Teil der Planktonproduktion statt, das sind einfach riesige Gebiete, die sich ja auch unsere direkten Beobachtung entziehen. Insofern sind wir sehr viel vertrauter mit dem, was im Küstenbereich passiert. Und da sehen wir tatsächlich, das stimmt, eine Zunahme der Planktonproduktion.

Zöfel: Wenn Ihre Zahl tatsächlich zutreffen. Was bedeutet das für das Ökosystem Meer und auch für die Fischerei?

Worm: Ja, da Plankton die Basis der Nahrungskette im Meer ist, und letztlich alle Fischerei auch von der Planktonproduktion abhängt, würde ein Rückgang des Plankton und der Planktonproduktion letztlich auch zu einem Rückgang in der Nahrungskette führen. Und das könnte sich auf Fische auswirken, aber auch auf viele Meeressäuger, letztlich den Menschen, der eben seine Nahrung aus dem Meer bezieht.

Zöfel: Können Sie abschätzen, wie groß der Effekt sein könnte?

Worm: Wie groß der Effekt ist, können wir im Moment schwer abschätzen. Vor allen Dingen, weil wir kein direktes Maß im Moment haben der langfristigen Entwicklung der Produktion. Das ist mit Sicherheit korreliert mit der Menge an Phytoplankton, die wir messen. Aber die Produktion an sich haben wir jetzt hier nicht gemessen. Und die ist letztlich das, was in der Nahrungskette transferiert wird zu Fischen und Walen, letztlich auch zum Menschen. Also da hat sich sicher eine ähnliche Entwicklung abgezeichnet, aber wie groß der Effekt genau sein wird, das können wir im Moment nicht abschätzen. Das müssen Untersuchungen zeigen.

Zöfel: Warum fällt ein so dramatischer Rückgang, wie Sie ihn für die freien Flächen des Ozeans festgestellt haben, eigentlich erst jetzt auf?

Worm: In gewisser Weise, denke ich manchmal, ist das ein Problem, was lange Zeit zu groß war, um es zu sehen. Es gibt ja Dinge, die sind zu klein, um sie zu sehen. Da brauchen wir ein Mikroskop. Hier brauchen wir gewissermaßen ein Makroskop, indem wir eben diese globalen Datensätze zusammentragen und sie dann in einer Weise analysieren, dass wir diese langfristigen Trends herausrechnen können.

Zöfel: Können Sie abschätzen, ob es solche Schwankungen schon in früheren Zeiten gegeben hat?

Worm: Ja, das könnte man abschätzen. Ich weiß nicht, ob man es Jahr für Jahr auflösen kann. Aber man kann sich zum Beispiel angucken, was an Plankton in die Tiefsee herabregnet, und das reichert sich dann in den Sedimenten an. Und dann müsste man global diese Daten erfassen und nicht nur lokal. Und das denke ich, hat auch noch niemand gemacht. Ja, aber wenn man mal diese ganzen Sedimentkerne, die so gezogen werden, zusammennimmt und daraus errechnet, das, was runtergeregnet hat, und wie das geschwankt hat über die Zeit, da könnte man sicher sehen, was früher passiert ist.

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