Eine massive Hitzewelle im Meer ließ die Korallenriffe in der Karibik viel schneller kollabieren als vorhergesagt – neue Forschungsergebnisse
Seit Jahrzehnten leiden Korallenriffe in der gesamten Karibik unter Krankheiten, Verschmutzung, Überfischung und steigenden Meerestemperaturen, doch die meisten sind weiter gewachsen – bis jetzt.
In den Jahren 2023 und 2024 stiegen die Oberflächentemperaturen in den Weltmeeren auf Rekordhöhen und eine Meereshitzewelle von beispielloser Länge und Intensität breitete sich über die Tropen aus. Satelliten der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration entdeckten Hitzestress, der in mehr als 80 % der Riffflächen der Erde zum Bleichen von Korallen führen könnte.
In diesen Zeiten extremen Stresses stoßen Korallen die symbiotischen Algen aus, die ihnen ihre Farbe und den Großteil ihrer Nahrung verleihen. Dadurch werden sie strahlend weiß und sind anfällig für Hunger, Krankheiten und schließlich den Tod.
Überall im Nordatlantik, einschließlich der Karibik, hielt die Hitze monatelang an, wobei die Hitzebelastung zwei- bis dreimal höher war als je zuvor. Hitzestress, das Phänomen hoher Temperaturen, die empfindliche Ökosysteme unter Druck setzen, kann ihre Funktionsfähigkeit dauerhaft beeinträchtigen.
Dies löste das mittlerweile vierte weltweite Korallenbleichereignis aus, das schwerwiegendste, das je dokumentiert wurde. https://www.youtube.com/embed/iisK9AYNdu0?wmode=transparent&start=0 Weit verbreitete Korallenbleiche während der Meereshitzewelle 2023.
Korallenriffe gehören zu den produktivsten Ökosystemen der Erde und ihre Bedeutung für den Menschen ist von grundlegender Bedeutung. Sie ernähren Hunderte Millionen Menschen durch Kleinfischerei, unterstützen den Tourismus in der gesamten Karibik und dienen als natürliche Wellenbrecher, die die Küste vor Stürmen schützen und Überschwemmungen reduzieren.
Die Riffe in der Karibik erodieren schnell
In einer neuen Studie haben wir herausgefunden, dass die Meereshitzewelle 2023 in der gesamten Karibik – in Kombination mit einer tödlichen Krankheit, die als „Stony Coral Tissue Loss Disease“ bekannt ist – die Riffe über eine Schwelle gebracht hat, von der Wissenschaftler dachten, dass sie noch ein Jahrzehnt oder länger entfernt sei. Sie erodieren jetzt schneller, als Korallen sie wieder aufbauen können.
Wir untersuchten Riffe in der mexikanischen Karibik und im Golf von Mexiko und verglichen die vor der Hitzewelle (2018–2022) gesammelten Daten mit Erhebungen danach (2023–24). An jedem Riff zählten wir lebende Korallen und Organismen, die das Riff zerstören, wie Papageienfische und Seeigel. Anhand dieser Zählungen schätzten wir ab, wie viel Riffbildung (Karbonatproduktion) und Riffzerfall (Bioerosion) stattfand, und berechneten dann das Nettoergebnis – ob das Riff Material zunahm oder verlor.
Die Ergebnisse waren deutlich: Zwischen 70 % und 75 % unserer Standorte in der Karibik waren vom Nettowachstum in die Nettoerosion übergegangen. Sie verlieren nun schneller Kalziumkarbonat, als Korallen es aufnehmen können. Die Schwelle, von der frühere Modelle ausgingen, dass sie im nächsten Jahrzehnt oder so überschritten werden könnte, ist bereits erreicht.
Diese Verschiebung wurde durch den Verlust schnell wachsender, verzweigter und plattenbildender Korallen, insbesondere der Korallen, vorangetrieben Acropora Arten, die sehr hohe Wachstumsraten aufweisen und überproportional zur Riffbildung beitragen.
Eine unserer beunruhigendsten Erkenntnisse ist, dass die karibischen Riffstandorte, die vor der Krankheit und der Hitzewelle noch einen hohen Korallenbewuchs und eine hohe Karbonatproduktion hatten, diejenigen waren, die am meisten verloren haben. Einige verloren bis zu 8 Kilogramm Kalziumkarbonat pro Quadratmeter und Jahr.
Eine Geschichte von zwei Meeren
Unsere Umfrage ergab auch einen auffälligen Kontrast. Während die Riffe in der Karibik zusammenbrachen, konnten sich die Riffe im Golf von Mexiko weitgehend behaupten. Die überwiegende Mehrheit der Golfstandorte blieb nach der Hitzewelle netto positiv.
Der Unterschied liegt darin, welche Korallen in der jeweiligen Region am stärksten vertreten sind. Im Golf von Mexiko werden die Riffe von langsam wachsenden, hügelförmigen Korallen dominiert. Sie wachsen langsamer, sind aber widerstandsfähiger, wenn die Hitze einsetzt. Sie sind während der Hitzewelle ausgebleicht, haben aber größtenteils überlebt, sodass der Karbonathaushalt des Riffs positiv bleibt.
Dies ist das Gleichgewicht zwischen den aufbauenden und erodierenden Prozessen. Wenn mehr hinzugefügt als entfernt wird, kann das Korallenriff wachsen. Wenn dieses Gleichgewicht kippt, hört das Riff auf zu wachsen und kann sogar erodieren.
Darüber hinaus sind Standorte im Golf von Mexiko noch nicht von der Steinkorallen-Gewebeverlustkrankheit betroffen, die vorzugsweise dieselben riesigen, langlebigen Arten tötet, die die Golfriffe am Leben erhalten. Als die Hitze eintraf, hatten weite Teile der Karibik aufgrund des Seuchenausbruchs bereits ihre widerstandsfähigsten Korallen verloren. Was begann, endete mit der Hitzewelle.
Warum Rifferosion wichtig ist
Alle Vorteile, die Riffe bieten, beruhen auf einem empfindlichen Gleichgewicht zwischen Riffkonstruktion und Erosion.
Tropische Riffe sind im Wesentlichen riesige Kalksteinstrukturen, die langsam über Jahrhunderte hinweg aufgebaut wurden, während Korallen Kalziumkarbonatskelette ablagerten. Gleichzeitig werden sie von Wellen und verschiedenen Rifforganismen wie Papageienfischen, Seeigeln und langweiligen Schwämmen zertrümmert.
Ein erodierendes, flacher werdendes Riff verliert allmählich seine Fähigkeit, anderen Arten und Menschen Vorteile zu bieten.
Wir hatten nicht damit gerechnet, den Moment zu dokumentieren, in dem eine große Region des Ozeans vom Wachsen zum Erodieren übergeht. Die Tatsache, dass es so schnell geschah und an einigen der bekanntesten und am besten untersuchten Riffe in der Karibik, legt nahe, dass die von Wissenschaftlern verwendeten Zeitpläne möglicherweise zu optimistisch sind. https://www.youtube.com/embed/doyuQPPFnjk?wmode=transparent&start=0 Die wichtigsten Riffbauer in der Karibik starben, als der Hitzestress zunahm.
Unsere Ergebnisse könnten auch ein Umdenken bei der Herangehensweise an die Wiederherstellung von Korallen erfordern. Programme in der gesamten Karibik haben stark in die Wiederanpflanzung schnell wachsender, verzweigter Korallenarten investiert, wie z Acroporaweil sie strukturelle Komplexität schnell wieder aufbauen. Die Hitzewelle 2023–24 hat viele dieser wiederhergestellten Populationen sowie wilde Arten ausgelöscht.
Die Restaurierung muss diversifiziert werden. Die Erforschung von Ansätzen wie dem Verschieben hitzetoleranter Gene zwischen Populationen (unterstützter Genfluss) und der Züchtung von Korallen, die Hitze besser überstehen (selektive Züchtung), könnte ein vielversprechender Weg sein.
Doch eine Sanierung allein wird nicht ausreichen. Um den Rückgang umzukehren, sind schnelle Reduzierungen der Treibhausgasemissionen erforderlich, um die Häufigkeit und Intensität mariner Hitzewellen zu verlangsamen, und es müssen gleichzeitig ernsthafte lokale Maßnahmen gegen Umweltverschmutzung, Nährstoffabfluss, Sedimentation und Krankheiten ergriffen werden – die Stressfaktoren, die Korallen schwächen, bevor die Hitze eintrifft.
Chris Perry, Professor für tropische Küstengeowissenschaften, Universität Exeter und Lorenzo Alvarez-Filip, Professor für Meeresökologie, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
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