Artenvielfalt in der Tiefsee
VON GEORGINA PAXMAN | EARTH.ORG | 23. JULI 2020 | 5 MINUTEN
Studie: Die Klimakrise bedroht die Artenvielfalt in der Tiefsee unausweichlich
Wie wird sich die Klimakrise auf die Artenvielfalt in den tiefsten Bereichen der Meere auswirken? In einer neuen Studie in der Fachzeitschrift Nature Climate Change kommen Forschende zu dem Ergebnis, dass sich die Tiefsee infolge des menschengemachten Klimawandels in den kommenden Jahrzehnten selbst unter dem optimistischsten Treibhausgasszenario beschleunigt erwärmen wird. Dies bedroht die Artenvielfalt dieser Ökosysteme, von denen weltweit viele Menschen für ihren Lebensunterhalt abhängen.
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Häufig wird angenommen, dass das Risiko für die Artenvielfalt in den am wenigsten erforschten Lebensräumen der Erde deutlich geringer sei, weil sich das Oberflächenmeer doppelt so schnell erwärmt wie die Tiefsee, die diese Studie als Bereich unterhalb von 200 Metern definiert. Eine internationale Untersuchung unter Leitung der University of Queensland stellt diese Annahme jedoch infrage. Sie liefert Hinweise darauf, dass die Artenvielfalt in der Tiefsee der Klimakrise stärker ausgesetzt ist als bisher vermutet.
Die Forschenden analysierten horizontale Klimageschwindigkeiten. Diese beschreiben, wie schnell marine Arten als Reaktion auf die Erwärmung seitlich durch den Ozean wandern, um günstigere Temperaturen zu erreichen. Gemessen wurde in vier Tiefenbereichen: Oberflächenwasser (0–200 m), Mesopelagial (200–1.000 m), Bathypelagial (1.000–4.000 m) und Abyssopelagial (unterhalb von 4.000 m).
Das Team untersuchte die Klimageschwindigkeiten der vergangenen 50 Jahre und stellte fest, dass sie zwischen 1955 und 2005 in der Tiefsee höher waren als im Oberflächenwasser.
Mithilfe von Klimamodellen prognostizierte das Team außerdem, dass die Klimageschwindigkeiten zwischen 2050 und 2100 in sämtlichen Meerestiefen zunehmen werden. Selbst unter RCP 2.6, dem optimistischsten Emissionspfad, bei dem die Kohlenstoffemissionen bis 2020 zurückgehen und bis 2100 auf null sinken, wird ein Anstieg erwartet. Das verstärkt die Sorge, dass künftige Bedrohungen der marinen Artenvielfalt unausweichlich sein könnten.
Anthony Richardson, Professor an der University of Queensland und leitender Forscher der Studie, betont: „Aufgrund der gewaltigen Größe und Tiefe des Ozeans wird sich die bereits an der Oberfläche aufgenommene Wärme in tiefere Wasserschichten mischen.“ Das bedeute, dass „das Leben in der Tiefsee bis zum Ende des Jahrhunderts zunehmenden Bedrohungen durch die Meereserwärmung ausgesetzt sein wird – unabhängig davon, was wir jetzt tun“.
Für das Mesopelagial wird unter dem Emissionspfad RCP 2.6 eine Versiebenfachung der Klimageschwindigkeit erwartet. Damit wäre sie viermal so hoch wie an der Oberfläche. Im Abyssopelagial würden die Geschwindigkeiten fünfeinhalbmal höher liegen als derzeit im Oberflächenmeer. Unter RCP 8.5, dem höchsten Emissionsszenario mit weiter steigenden Emissionen über das gesamte Jahrhundert, könnte die Klimageschwindigkeit im Mesopelagial mehr als das Zwanzigfache des heutigen Werts erreichen. In diesem Szenario würden sich marine Arten räumlich erheblich neu verteilen und deutlich schneller wandern müssen, um überlebensgeeignete Temperaturen zu finden.
Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Tiefsee aus?
Die Klimakrise kann die Verteilung von Arten innerhalb eines Ökosystems stark verändern und hat damit erhebliche Folgen für die Artenvielfalt. Infolge der Meereserwärmung wandern die meisten Arten in Richtung der Pole. Die räumliche Neuordnung gefährdet komplexe Verbindungen innerhalb von Nahrungsnetzen und beeinflusst die Artenvielfalt weltweit. Auch Ökosystemleistungen wie Fischereierträge können durch diese Umverteilung erheblich verändert werden, mit entsprechenden sozioökonomischen Folgen.
Unterhalb der Oberflächenschicht herrschen überwiegend relativ stabile Temperaturen. Tiefseearten haben sich daran angepasst und sind deshalb selbst gegenüber kleinsten Temperaturänderungen besonders empfindlich. Professor Jorge García Molinos, Mitautor der Studie, erklärt: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Artenvielfalt der Tiefsee wahrscheinlich stärker gefährdet ist, weil die Arten an wesentlich stabilere Temperaturverhältnisse angepasst sind.“
Bislang ist allerdings relativ wenig darüber bekannt, wie die Artenvielfalt unterhalb des Oberflächenmeers auf den Klimawandel reagiert. Die Forschung konzentrierte sich vor allem auf das Oberflächenwasser, wo die Erwärmung am schnellsten verläuft. Daher bezieht sich das meiste Wissen über die räumliche Neuordnung der Artenvielfalt auf die oberen 200 Meter.
Durch den Vergleich von Klimageschwindigkeit und Artenreichtum lassen sich Gebiete identifizieren, in denen die Artenvielfalt besonders stark bedroht ist. Solche Vergleiche können auch potenzielle klimatische Rückzugsräume aufzeigen, die eine wichtige Rolle für den Meeresschutz spielen könnten.
Neben zunehmenden Klimageschwindigkeiten droht marinen Nahrungsnetzen eine weitere Herausforderung: Ihre vertikalen Verbindungen werden durch unterschiedliche Bewegungsrichtungen in den einzelnen Tiefenschichten gefährdet. Während sich marine Arten im Oberflächenwasser überwiegend polwärts verlagern, nimmt dieser Effekt mit der Tiefe ab; dort verlaufen die Klimageschwindigkeiten in mehrere Richtungen. Für Arten, deren Überleben von Organismen anderer Schichten abhängt, kann dies erhebliche Schwierigkeiten verursachen – mit Folgen für das gesamte marine Nahrungsnetz.
Isaac Brito-Morales, Doktorand an der University of Queensland und Leiter der Studie, erläutert: „Bemerkenswert ist, dass sich die Klimageschwindigkeit in verschiedenen Meerestiefen nicht nur im Tempo, sondern auch in der Richtung unterscheidet. Das stellt uns bei der Gestaltung von Schutzgebieten vor enorme Herausforderungen.“
Das Mesopelagial weist von allen Meeresschichten die größte erwartete Veränderung der Klimageschwindigkeiten auf. Das ist besorgniserregend, weil dort kleine Fische der Gattung Cyclothone in großer Zahl vorkommen – einige der häufigsten Wirbeltiere der Welt. Sie liefern Biomasse für Thunfisch- und Tintenfischbestände und transportieren durch Atmung und Ausscheidungen Kohlenstoff in tiefere Meeresschichten. Diese wichtigen Funktionen sind unter künftigen Erwärmungsszenarien einem zunehmenden und schwer einzuschätzenden Risiko ausgesetzt.
Im Bathypelagial und Abyssopelagial bedrohen nicht nur höhere Klimageschwindigkeiten die Artenvielfalt. Gleichzeitig sinkende pH-Werte und Sauerstoffkonzentrationen könnten die dort lebenden Arten zusätzlich gefährden.
Die Herausforderungen der Tiefsee erfordern internationale Zusammenarbeit und einen interdisziplinären Ansatz. Professor Richardson schlägt vor, neben der Bekämpfung der Klimakrise neue Schutzgebiete in der Tiefsee zu schaffen und den Meeresbodenbergbau sowie die grundberührende Tiefseefischerei zu kontrollieren, um das marine Leben zu erhalten.
Die Tiefsee umfasst einige der abgelegensten und unbewohntesten Regionen der Welt, vielfach außerhalb nationaler Hoheitsbereiche. Globale Verantwortung anzuerkennen ist deshalb entscheidend, um diese Gebiete wirksam zu schützen und die Folgen der Klimakrise für einige der rätselhaftesten Ökosysteme der Erde abzumildern.
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Earth.Org und wird im Rahmen einer redaktionellen Vereinbarung erneut veröffentlicht.
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