Reef resilience and demise on the NW shelf of Australia during the warm Miocene
Diese Studie rekonstruiert die Meeresoberflächentemperaturen des Miozäns auf dem nordwestaustralischen Schelf und zeigt auf, dass Riffe unter stabilen Bedingungen bei extremen Temperaturen von bis zu 34 °C zwar gediehen, letztlich aber vor etwa 6 Ma aufgrund von erhöhtem terrestrischem Eintrag und Subsidenz statt allein durch Hitzestress kollabierten.
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Korallenriffe gehören zu den lebendigsten und lebenswichtigsten Ökosystemen unseres Planeten; sie fungieren als geschäftige Unterwasserstädte, die eine immense Artenvielfalt unterstützen und Küsten schützen. Dennoch befinden sich diese empfindlichen Strukturen derzeit in einer Krise und ziehen sich angesichts der Erwärmung der Ozeane rapide zurück. Wissenschaftler gehen oft davon aus, dass steigende Meerestemperaturen der primäre Feind sind, der Korallen über ihre Grenzen hinaus belastet und sie zum Bleichen und Sterben bringt. Die Erdgeschichte bietet jedoch ein rätselhaftes Gegenbeispiel. Es gab eine Zeit vor Millionen von Jahren, als die Welt deutlich wärmer war als heute, und doch überlebten riesige Riffsysteme nicht nur, sondern sie florierten und bedeckten enorme Bereiche des Ozeanbodens. Zu verstehen, wie diese antiken Riffe in dieser Hitze gediehen und warum sie schließlich verschwanden, bietet ein entscheidendes Fenster in die Zukunft unserer eigenen Riffe. Es zwingt uns zu der Frage, ob die Temperatur allein das Schicksal eines Riffs bestimmt oder ob andere Umweltfaktoren eine ebenso entscheidende Rolle spielen.
Um dies zu beantworten, wandten Forscher ihre Aufmerksamkeit auf den nordwestlichen Schelf von Australien, eine Region, die während des Miozäns – einem geologischen Zeitraum, der etwa 23 bis 5 Millionen Jahre vor sich ging – einst ein massives Barriereriff beherbergte. Dieses antike Riff, das oft in der Größe mit dem modernen Great Barrier Reef verglichen wird, bietet ein einzigartiges natürliches Experiment. Es existierte während einer Zeit, die als das Klimaoptimum des Miozäns bekannt ist, eine Periode, in der die globalen Temperaturen und der Kohlendioxidgehalt höher waren als heute. Durch das Bohren in die Sedimentschichten, die dieses antike Riff hinterlassen hat, war es einem Team von Wissenschaftlern möglich, die exakten Sommertemperaturen des Wassers zu rekonstruieren, denen die Korallen ausgesetzt waren, und die Umweltveränderungen nachzuvollziehen, die zum letztendlichen Zusammenbruch des Systems führten. Ihre Ergebnisse, die aus einer Kernprobe stammen, die an einem als IODP-Standort U1464 bekannten Ort entnommen wurde, offenbaren eine Geschichte von Resilienz gefolgt von einem plötzlichen, vielschichtigen Versagen.
Die Forscher analysierten den Sedimentkern, um die Oberflächentemperatur des Ozeans während der Sommermonate zu messen, wobei sie ein chemisches Thermometer verwendeten, das in den Fetten antiker Mikroorganismen zu finden ist. Sie entdeckten, dass während des Höhepunkts der warmen Miozän-Zeit, etwa zwischen 17 und 14 Millionen Jahren vor heute, die Sommertemperaturen des Wassers bis zu 34 Grad Celsius erreichten. Dies ist weit heißer als die Obergrenze für die meisten modernen Korallenriffe, die typischerweise Schwierigkeiten bekommen, wenn die Sommertemperaturen des Wassers 30 Grad überschreiten. Trotz dieser sengenden Bedingungen überlebte das Riffsystem nicht nur, es expandierte und wuchs zu einem massiven, komplexen Barriere-System heran, das sich über den Kontinentalschelf erstreckte. Die Studie legt nahe, dass der Schlüssel zu diesem Erfolg nicht die Temperatur selbst war, sondern die Umgebung. Während dieser heißen Periode war die Region extrem trocken. Diese Aridität bedeutete, dass es sehr wenig Regen gab, der Boden und Nährstoffe vom Land in den Ozean spülen konnte. Infolgedessen blieb das Wasser klar und frei von den Sedimenten, die Korallen ersticken können, und der Mangel an Nährstoffabfluss verhinderte das Wachstum von Algen, die mit Korallen um Platz konkurrieren. Unter diesen idealen, klaren Wasserbedingungen konnten die Korallen ausgedehnte Strukturen aufbauen, selbst während sie eine Hitze ertrugen, die heute tödlich für sie wäre.
Die Geschichte dieses antiken Riffs endet jedoch nicht mit seinem Erfolg in der Hitze. Die Forscher fanden heraus, dass das System nicht zusammenbrach, weil die Welt zu heiß wurde. Tatsächlich trat der Untergang des Riffs während einer Zeit ein, in der die Welt abkühlte und die Sommertemperaturen auf ein Niveau gesunken waren, das eigentlich als ideal für modernes Korallenwachstum gilt und bei etwa 29 bis 30 Grad Celsius schwankte. Der Auslöser für den Kollaps war eine Veränderung der Wettermuster, die Feuchtigkeit in die Region brachten. Um etwa vor 6 Millionen Jahren verursachte der Beginn einer Humiditätsperiode in Australien heftige Regenfälle und einen erhöhten Flussabfluss. Dieser Zustrom von Süßwasser trug gewaltige Mengen an Sedimenten und Boden in den Ozian, was das klare Wasser trüb machte und das Sonnenlicht blockierte, das Korallen zum Überleben benötigen. Gleichzeitig begann der Meeresboden in diesem Gebiet schneller zu sinken, als die Korallen nach oben wachsen konnten. Die Kombination aus trübem Wasser, welches die Tiefe der lichtdurchfluteten Zone reduzierte, und dem sinkenden Meeresboden bedeutete, dass das Riff effektiv „ertrunken“ wurde. Es wurde in Gewässer gedrängt, die zu tief und zu dunkel für das Leben der Korallen waren, was zum raschen Zerfall des massiven Barriere-Systems in isolierte, kleinere Patches führte.
Diese Entdeckung stellt das einfache Narrativ infrage, dass sich erhitzende Ozeane als alleiniger Treiber der Riffzerstörung eignen. Das antike australische Riff beweist, dass Korallen in Temperaturen gedeihen und sich anpassen können, die weit über denen liegen, die wir heute sehen, sofern das Wasser klar und frei von anderen Stressfaktoren bleibt. Der Zusammenbruch des miozänen Riffs wurde nicht durch die Hitze verursacht, sondern durch einen „perfekten Sturm“ anderer Faktoren: erhöhte Sedimentation vom Land, reduziertes Sonnenlicht und ein sinkender Meeresboden. Die Studie hebt hervor, dass moderne Riffe zwar tatsächlich durch steigende Temperaturen bedroht sind, aber auch einer Reihe anderer Belastungen ausgesetzt sind, wie etwa Verschmutzung, Sedimentabfluss und schnellem Meeresspiegelanstieg. Das Schicksal des miozänen Riffs legt nahe, dass Korallen eine größere Kapazität haben könnten, einer wärmeren Welt standzuhalten, als wir derzeit befürchten, wenn wir diese lokalen und regionalen Stressfaktoren kontrollieren können – also das Wasser sauber halten und die Umgebung stabil halten. Umgekehrt könnten, wenn diese anderen Stressfaktoren ungehindert akkumulieren, selbst moderate Temperaturen ausreichen, um ein Riffsystem über den Rand zu treiben. Die antike Aufzeichnung dient als Erinnerung daran, dass die Gesundheit eines Riffs von einem gesamten Ökosystem abhängt, nicht nur vom Thermometer.
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