Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in „Scientific Reports“, beleuchtet die komplexen Zusammenhänge zwischen Klimaoszillationen und den natürlichen Rückzugsräumen von Korallenriffen in einem sich erwärmenden Ozean. Die Forschungsarbeit, die unter der Leitung von Dr. Hana Camelia und Dr. Thomas Felis vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen durchgeführt wurde, zeigt auf, dass die Fähigkeit von Korallenriffen, marine Hitzewellen zu überstehen, nicht nur von lokalen ozeanographischen Bedingungen abhängt, sondern auch stark von großräumigen klimatischen Mustern beeinflusst wird.
Das Forschungsteam hat langjährige ozeanographische Messdaten mit chemischen Analysen von Korallenskeletten kombiniert, um herauszufinden, wie großskalige klimatische Schwankungen die natürliche Kühlung der Riffe beeinflussen. Diese Kühlung ist entscheidend, um Korallen während extrem heißer Perioden zu schützen. Untersucht wurde ein Korallenriff in der Andamanensee im nordöstlichen Indischen Ozean, das regelmäßig von kühlem Wasser aus den Tiefen des Ozeans profitiert. Interne Wellen und eine variable Thermokline, die die Grenze zwischen warmem Oberflächenwasser und kühlerem Tiefenwasser darstellt, transportieren kühleres Wasser in die flacheren Bereiche des Riffs. Diese ozeanographischen Prozesse können kurzfristig den Hitzestress auf die Korallen verringern und somit die Auswirkungen von Hitzewellen mildern.
Die Untersuchung hat jedoch gezeigt, dass diese Schutzmechanismen nicht konstant sind. Vielmehr hängen sie stark von großräumigen klimatischen Variationen im tropischen Indopazifik ab. Um die Kühlung über längere Zeiträume hinweg nachvollziehen zu können, wurden Temperaturmessungen aus tieferen Wasserschichten mit chemischen Analysen von Korallenskeletten korreliert. Korallen fungieren hierbei als natürliche Archive, die während ihres Wachstums kontinuierlich Informationen über die Umgebungsbedingungen des Meerwassers speichern. Durch die Analyse des Verhältnisses von Strontium zu Calcium (Sr/Ca) im Skelett konnten vergangene Wassertemperaturen rekonstruiert werden. Kohlenstoffisotope lieferten zudem Hinweise darauf, wie Korallen ihren Stoffwechsel unter Stress anpassen.
Ein zentrales Ergebnis der Forschung ist, dass die Effektivität der Kühlung im untersuchten Riff hauptsächlich durch zwei bedeutende klimatische Phänomene beeinflusst wird: die El Niño-Südliche Oszillation (ENSO) und den Indischen-Ozean-Dipol (IOD). Diese Phänomene verändern die Windmuster und die Tiefe der Thermokline, was wiederum die Effizienz des Transports von kühlem Wasser in die flacheren Riffzonen bestimmt. Besonders ausgeprägte Kühlung wurde während des außergewöhnlichen El Niño-Ereignisses 1997/1998 beobachtet, das mit einem starken positiven Indischen-Ozean-Dipol zusammenfiel. In dieser Phase kam es zu einem starken Anstieg der Thermokline, was die interne Wellenbildung begünstigte und kühleres Wasser in die Nähe des Riffs transportierte. Obwohl dieses Ereignis zu einer der schwersten globalen Korallenbleichen führte, konnte die verstärkte Kühlung den Hitzestress am Untersuchungsort signifikant reduzieren.
Die chemischen Analysen der Korallenskelette weisen auch darauf hin, wie anpassungsfähig Korallen an Stresssituationen sind. Normalerweise beziehen riffbildende Korallen den Großteil ihrer Energie aus der Symbiose mit einzelligen Algen. Während Phasen der Korallenbleiche kann diese Symbiose jedoch gestört werden. Die Kohlenstoffisotopenanalysen deuten darauf hin, dass Korallen in vielen Bleiche-Phasen verstärkt heterotroph wurden, also zusätzliche Nahrungspartikel aus dem umgebenden Wasser aufnahmen. Interessanterweise war dieser Effekt während des Ereignisses von 1998 deutlich schwächer ausgeprägt, was darauf hindeutet, dass die starken natürlichen Kühlung den Korallen half, ihre normale Ernährungsweise weitgehend aufrechtzuerhalten.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Korallenriffe nicht als dauerhaft geschützte Zonen betrachtet werden sollten. Ihre Schutzwirkung ist abhängig von den großräumigen klimatischen Bedingungen, die sich von Jahr zu Jahr ändern können. Ein besseres Verständnis dieser Dynamik ist entscheidend, um vorherzusagen, in welchen Regionen Korallenriffe in Zukunft marine Hitzewellen überstehen können. Diese Erkenntnisse stellen eine wichtige Grundlage für
