Wolken, Rauch und Nebel verdunkeln den Himmel, doch Sedimente, Algenblüten und organische Stoffe können den Meeresboden in eine Nacht verwandeln. Deshalb hat ein internationales Wissenschaftlerteam erstmals ein Rahmenkonzept entwickelt , um diese marinen Dunkelheitsereignisse zu identifizieren und zu vergleichen. Die in „Communications Earth & Environment“ veröffentlichte Studie führt das Konzept der marinen Dunkelwelle ein: eine kurzzeitige, aber intensive Episode von Unterwasserdunkelheit, die Kelpwälder, Seegraswiesen und andere lichtabhängige Meereslebewesen schwer schädigen kann.
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UC Santa Barbara
„Wir wissen schon lange, dass die Lichtintensität für photosynthetische Organismen wie Algen, Seegras und Korallen entscheidend ist und dass Faktoren, die das Licht am Meeresboden reduzieren, diese beeinträchtigen können“, sagte Koautor Bob Miller , Forschungsbiologe am Meeresforschungsinstitut der UC Santa Barbara. „Diese Studie schafft einen Rahmen für den Vergleich solcher Ereignisse, die wir Dunkelwellen nennen.“
Ziel der Forscher war es, ein gemeinsames System zu entwickeln, um diese Ereignisse weltweit vergleichen zu können. „Licht ist ein grundlegender Faktor für die Produktivität der Meere, doch bisher fehlte uns eine einheitliche Methode, um extreme Lichtreduzierungen unter Wasser zu messen“, sagte Hauptautor François Thoral, Postdoktorand an der Universität Waikato und bei Earth Sciences New Zealand.
Die Studie stützt sich auf 16 Jahre an Messungen der Langzeit-Ökosystemforschungsstation Santa Barbara Coastal LTER und 10 Jahre an Daten von Küstenstandorten in Neuseeland im Hauraki-Golf/T?kapa Moana im Firth of Thames. Das Team nutzte außerdem 21 Jahre an Messungen der Lichtintensität am Meeresboden, die anhand von Satellitenbildern über dem Ostkap Neuseelands ermittelt wurden.
Marine Dunkelwellen in diesen Regionen dauerten von wenigen Tagen bis zu über zwei Monaten. Teilweise wurde der Meeresboden fast vollständig vom Licht abgeschnitten. Die Analyse ergab zwischen 25 und 80 marine Dunkelwellen entlang des Ostkaps seit 2002, viele davon im Zusammenhang mit Stürmen und schweren Wettersystemen, darunter Zyklon Gabrielle.
Wissenschaftler betrachteten den allmählichen, langfristigen Rückgang der Wasserklarheit schon lange als eine der drängendsten Gefahren für Küstenökosysteme. Doch Dunkelphasen könnten ebenso gravierend sein. „Selbst kurze Perioden mit reduziertem Licht können die Photosynthese in Kelpwäldern, Seegraswiesen und Korallen beeinträchtigen“, so Thoral. „Diese Ereignisse können auch das Verhalten von Fischen, Haien und Meeressäugern beeinflussen. Hält die Dunkelheit an, können die ökologischen Auswirkungen erheblich sein.“
Das Rahmenwerk für marine Dunkelwellen ergänzt bestehende Rahmenwerke zur Erfassung mariner Hitzewellen, der Ozeanversauerung und des Sauerstoffmangels und bietet Küstengemeinden, Ressourcenmanagern und Naturschutzgruppen ein standardisiertes Instrument, um zu erkennen, wann marine Ökosysteme akutem Stress ausgesetzt sind.
Da das Santa Barbara Coastal LTER eines der wenigen Programme weltweit ist, das Langzeit-Lichtdaten vom Meeresboden sammelt, planen Miller und seine Kollegen an der UCSB, die Auswirkungen von Sedimentation und Trübung – die durch Brände und Schlammlawinen beeinflusst werden – auf die Kelpwälder Kaliforniens genauer zu untersuchen.
