Natürliche Kohlendioxidquellen zeigen Wissenschaftern, wie die Folgen der ansteigenden Treibhausgasemissionen aussehen könnten
Natürliche Kohlendioxidquellen in Papua Neuguinea geben Forschern die besondere Chance zu sehen, wie tropische Korallenriffe sich verändern, wenn dem vom Menschen verursachte Kohlendioxidausstoß keine Grenzen gesetzt werden. Bleibt alles beim Alten schätzen die Klimaforscher vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), dass bis zum Jahr 2100 die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre auf mindestens 750 ppm ansteigen wird. Die Ozeane werden etwa ein Drittel dieses zusätzlichen CO2 aufnehmen, was dazu führen wird, dass der pH-Wert von 8,1 auf 7,8 fallen wird.
Katharina Fabricius, Wissenschafterin am Australian Institute of Marine Science (AIMS) hat zwei Expeditionen mit Forschern aus sechs Ländern, darunter Papua Neuguinea, USA und Deutschland, geleitet. Das Team untersuchte drei natürliche Kohlendioxidquellen in der Milne Bay Provinz auf Papua Neuguinea. Die Quellen wurden vor ein paar Jahren von Fabricius per Zufall entdeckt, als sie Biodiversitätsstudien betrieb.
Diese Quellen sind deshalb so einzigartig und wertvoll für die Forschung, weil sie kühle Quellen sind und CO2 in einem tropischen Korallenriff produzieren. Die neuen Untersuchungen geben Wissenschaftern erstmals die Gelegenheit, die Effekte von ansteigenden Kohlendioxidemissionen auf ein Korallenriff zu betrachten. Ursache für die an den Quellen aufsteigenden Blasen von Kohlendioxid ist vulkanische Aktivität.
Gewinner und Verlierer
Diese Woche erscheint eine Arbeit über die ersten Ergebnisse im Journal Nature Climate Change. Hier berichten zum ersten Mal Forscher über ein tropisches Korallenriff-Ökosystem, das sich an gestiegene Kohlendioxid-Konzentrationen angepasst hat. "Unsere Ergebnisse belegen, dass es einige Gewinner, aber viele Verlierer geben wird, wenn tropische Korallenriffe dem gestiegenen Säuregehalt des Ozeans ausgesetzt werden," sagt Fabricius.
"Früher konnten wir nur mit Laborversuchen arbeiten. Diese wichtigen Experimente zeigten zwar den schädlichen Effekt der Ozeanversauerung auf viele Arten, aber die natürlichen Quellen in Milne Bay geben ein viel deutlicheres Bild darüber, was passiert, wenn ein gestiegener Kohlendioxidgehalt für viele Jahrzehnte auf eine Korallenriff einwirkt. Wir konnten um die Quelle einen pH-Gradienten messen. Je dichter wir uns der Quelle näherten, desto niedriger wurde der pH."
"Mit absteigendem pH verringert sich die Anzahl und Arten der Korallen und die Diversität fällt um 40%. Große massive Steinkorallen (Porites sp.) dominieren das Riff nahe der Quelle. Die Dichte verzweigter und flechtenförmiger Korallen und von Weichkorallen und Schwämmen verringerte sich um Zweidrittel. Die wichtigste Information für uns war, dass unterhalb von pH 7,7 das Riff nicht weiter wuchs," meint Fabricius.
Mehr Seegras
Martin Glas, Co-Autor vom Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie ergänzt: "Nicht nur die Korallen litten unter dem gestiegenen CO2-Gehalt, auch andere Kalkbildner wie Foraminiferen und bestimmte Algen gingen deutlich zurück. Das ist eine besonders schlechte Nachricht, denn diese Organismen tragen wesentlich zum Kalziumkarbonat-Haushalt des Riffes bei. Sie sind die Schlüsselorganismen für ein gesundes Riffsystem." Unter den wenigen Gewinnern ist das Seegras, das sich drei bis vier Mal stärker ausbreiten konnte.
Fabricius betonte, die Versauerung der Ozeane führt zu einer deutlichen Veränderung im Ökosystem Korallenriff. "In den Bereichen mit hohem Kohlendioxidgehalt gibt es 50-80% weniger junge Korallen. Das Riff wird damit anfälliger für Naturereignisse wie tropische Wirbelstürme. Wir können zeigen, dass die Artenvielfalt eines Korallenriffs mit ansteigendem Kohlendioxidgehalt abnimmt." (red)
