Ein Blauer Marlin bei einem Boot, von dem aus Wissenschaftler eine Messsonde an dem Hochseefisch angebracht haben. Foto: Guy Harvey

Ein Blauer Marlin bei einem Boot, von dem aus Wissenschaftler eine Messsonde an dem Hochseefisch angebracht haben. Foto: Guy Harvey

Eric Prince (links), einer der Autoren der "Nature Climate Change" Studie, bringt eine Messsonde an einem Blauen Marlin an. Foto: NOAA fisheries

Eric Prince (links), einer der Autoren der "Nature Climate Change" Studie, bringt eine Messsonde an einem Blauen Marlin an. Foto: NOAA fisheries

Dr. Lothar Stramma, Erstautor der aktuellen "Nature Climate Change"-Studie, erklärt ein Schemabild zur Ausbreitung der Sauerstoffminimumzonen. Foto: GEOMAR

Dr. Lothar Stramma, Erstautor der aktuellen "Nature Climate Change"-Studie, erklärt ein Schemabild zur Ausbreitung der Sauerstoffminimumzonen. Foto: GEOMAR

04.12.2011

Hochseesprintern geht die Luft aus

Sauerstoffabnahme im tropischen Atlantik begrenzt den Lebensraum von Marlin & Co

04.12.2011/Kiel. In den tropischen Ozeanen wachsen die Zonen mit wenig oder gar keinem Sauerstoff im Meerwasser – das zeigen unter anderem die Arbeiten Kieler Wissenschaftler. Jetzt konnten Forscher des GEOMAR | Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zusammen mit Kollegen aus den USA, Kanada und Großbritannien nachweisen, dass dieser Sauerstoffrückgang bereits den Lebensraum großer Hochseefische wie Marline oder Thunfische deutlich eingeschränkt hat. Die Studie erscheint in der aktuellen Ausgabe des internationalen Wissenschaftsjournals „Nature Climate Change“

Der Blaue Marlin gehört nicht nur zu den größten, sondern mit Spitzengeschwindigkeiten von 80 Kilometern pro Stunde auch zu den schnellsten Fischen im Atlantischen Ozean. Für derartige Höchstleistungen ist er – wie andere große Hochseefische auch – auf eine großzügige Versorgung mit Sauerstoff angewiesen. Doch Sauerstoff ist im Ozean nicht gleichmäßig verteilt und Regionen mit zu geringen Konzentrationen begrenzen den Lebensraum der Hochseefische. „Genau diese Regionen werden messbar größer“, sagt der Ozeanograph Dr. Lothar Stramma vom GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (bis 31.12.2011: Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR). Zusammen mit Dr. Eric Prince vom National Marine Fisheries Service in Miami (USA), Dr. Sunke Schmidtko vom Pacific Marine Environmental Laboratory in Seattle (USA) und weiteren Forschern aus Kiel, Halifax (Kanada) und Miami (USA) hat er anhand von Beobachtungsdaten untersucht, ob die Regionen, in denen große Hochseefische leben können, wirklich kleiner geworden sind. Das Ergebnis ist alarmierend. „Der Lebensraum des Blauen Marlins im tropischen Ostatlantik ist zwischen 1960 und 2010 um 15 Prozent geschrumpft“, sagt Dr. Stramma. Die Studie erscheint in der aktuellen Ausgabe des internationalen Fachmagazins „Nature Climate Change“. 

In allen tropischen Ozeanen existieren unterhalb einer gut durchlüfteten Wasserschicht an der Meeresoberfläche Zonen mit reduziertem Sauerstoffgehalt. Sie werden Sauerstoffminimumzonen genannt. Bedingt durch den CO2-Anstieg in der Atmosphäre und den damit verbundenen Temperaturanstieg erwarten Forscher eine allgemeine Abnahme des Sauerstoffgehalts im Ozean. Das liegt zum einen daran, dass wärmeres Wasser nicht so viel Sauerstoff aufnehmen kann. Zum anderen sinkt weniger sauerstoffreiches Wasser in subpolaren Regionen ab und folglich werden die tiefen Schichten des Ozeans weniger belüftet. „Anhand von Modellrechnungen und Messungen im tropischen Atlantik kennen wir die Ausbreitung der Sauerstoffminimumzonen. Außerdem kennen wir die Sauerstoffkonzentration, die Hochseefische zum Leben benötigen. Daraus konnten wir berechen, wie groß deren Lebensräume in Atlantik sind“, erklärt Dr. Stramma. Zusätzlich haben die Wissenschaftler insgesamt 47 Blaue Marline mit Messsonden versehen, um ihr Tauchverhalten zu beobachten. Diese Daten haben die Annahmen bestätigt. „Die Marline tauchten nur in den vorhergesagten Wasserschichten. Die Wassertiefe, in die sie vordringen, wird dabei immer kleiner, weil sich die Sauerstoffminimumzonen in Richtung Wasseroberfläche ausdehnen“, erklärt Dr. Stramma. Eine Ausdehnung der sauerstoffarmen Gebiete führt also in den oberen Wasserschichten des Ozeans zu einem Verlust des Lebensraums. Damit ist gleichzeitig das Risiko verbunden, dass oberflächennahe Fischereimethoden die Bestände der großen Hochseefische noch mehr bedrohen. 

Die Stärke des Lebensraumverlustes könnte tiefgreifenden Einfluss auf das Ökosystem des offenen Ozeans und die Hochseefischerei z.B. für Schwert- und Thunfischfang nehmen. Hohe Fangraten in Gebieten mit reduziertem Lebensraum könnten zu einer Überschätzung der Fischpopulation führen. „Somit sollte das Phänomen der Reduzierung des Lebensraums bei der Festsetzung der erlaubten Fangmengen berücksichtigt werden“, resümiert der Kieler Ozeanograph. 

Die vorgestellten Messergebnisse sind ein wichtiges Zwischenergebnis für die laufenden Arbeiten im Kieler Sonderforschungsbereich SFB 754: „Klima – biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“. Der SFB 754 soll helfen, das Wechselspiel von Klima, Chemie, Physik und Biologie des tropischen Ozeans besser zu verstehen. „Gerade die aktuelle Studie zeigt, dass die Veränderungen des verfügbaren gelösten Sauerstoff im Ozean sehr konkrete Auswirkungen auf die Lebewelt und letztendlich auf den Menschen haben kann“, betont Dr. Stramma. 

Weitere Informationen: Der Sonderforschungsbereich 754
Der Sonderforschungsbereich 754 „Klima – biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ wurde 2008 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und am Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) eingerichtet. Im November 2011 entschied die DFG, auch die zweite Phase bis 2015 zu finanzieren. Untersuchungsschwerpunkte des Großforschungsprojektes sind die Reaktion tropischer Sauerstoffminimumzonen auf Änderungen in der Ozeanzirkulation und Ventilation des tiefen Ozeans, das Verhalten der Senken und Quellen von Nährstoffen bei Veränderungen im Sauerstoffgehalt und die Größenordnungen, Zeitskalen, und wichtigsten Kontrollmechanismen von früheren, heutigen und zukünftigen Veränderungen im ozeanischen Sauerstoff- und Nährstoffhaushalt. 

Originalarbeit:
Stramma, L., E.D. Prince, S. Schmidtko, J. Luo, J.P. Hoolihan, M. Visbeck, D.W.R. Wallace, P. Brandt, und A. Körtzinger (2011): Expansion of oxygen minimum zones may reduce available habitat for tropical pelagic fishes. Nature Climate Change, http://dx.doi.org/10.1038/NCLIMATE1304  

Ansprechpartner:
Jan Steffen (Kommunikation & Medien), Tel. 0431/600-2811, jsteffen(at)geomar.de