Weltmeere verändern plötzlich ihre Farbe

Unsere Ozeane verändern ihre Farbe. Das konnte nun eine Gruppe Wissenschaftler rund um B. B. Cael vom Nationalen Ozeanografie-Zentrum in Großbritannien anhand von Daten des NASA-Satellitenprogramms Aqua feststellen.

Der Forschungssatellit Aqua wurde 2002 ins All geschossen und beobachtet seither die Wasserkreisläufe der Erde unter anderem mit einem bildgebenden Radiospektrometer namens MODIS. Alle zwei Tage kann damit die Erdoberfläche einmal komplett aufgenommen werden.

Ausgangspunkt für die Forschung von Cael und seinen Kollegen war die Hypothese, dass ein Klimawandel sich wegen der Auswirkungen auf das Phytoplankton auch in einer Farbänderung der Ozeane widerspiegeln würde. Phytoplankton sind winzigste Pflanzen (größtenteils Algen), welche die obersten Meter der Meeresoberfläche besiedeln.

Phytoplankton ist gleichzeitig sowohl die Basis der Nahrungsketten in den Ozeanen als auch der wichtigste Sauerstoffproduzent unseres Planeten – zwischen 50 bis 80 Prozent des Sauerstoffes in der Atmosphäre dürften aktuellen Schätzungen zufolge von diesen einzelligen Meerespflanzen stammen. Für die Sauerstoffproduktion haben sie wie die meisten anderen Pflanzen Chlorophyll eingelagert – und das reflektiert grünes Licht.

Das MODIS-Instrument des Aqua-Satelliten kann genau solche Reflektionen quer durch das Farbspektrum des sichtbaren Lichts in verschiedenen Frequenzbändern aufzeichnen. Anhand der bereits 20 Jahre langen Datenreihe konnte das Team von Cael nun die angenommene Veränderungen auch empirisch nachweisen.

Große Veränderungen

Die Ergebnisse zeigten Farbänderungen auf etwa 56 Prozent der Meeresoberfläche zwischen Juli 2002 und Juni 2022, die sich nicht mit natürlichen Abläufen erklären ließen und auch nicht nur auf Chlorophyll beschränkt waren. Die größten Verschiebungen gab es dabei in den tropischen Gewässern rund um den Äquator zwischen den 40. Breitengraden – also etwa zwischen Madrid bzw. Peking im Norden und der Nordinsel Neuseelands im Süden.

"In Summe sind diese Ozeanbereiche in den letzten 20 Jahren grüner geworden", so die Forscher in ihrer im renommierten Wissenschaftsmagazin "Nature" veröffentlichten Studie. Im Fazit heißt es, dass die Ergebnisse annehmen ließen, "dass die Meeresökosysteme an der Oberfläche bereits Auswirkungen des Klimawandels zu spüren bekommen, das aber noch nicht [anderweitig] entdeckt wurde."

Bei der Ursachenforschung stießen die Forscher aber auf eine Überraschung: bei einem Abgleich einer möglichen Verbindung zwischen der Farbveränderung und den gestiegenen Temperaturen des Oberflächenwassers (Sea Surface Temperature, SST) konnten sie keinen direkten Zusammenhang feststellen.

Vieles noch rätselhaft

Laut Cael könnte aber auch die stockende Vermischung zwischen den Wasserschichten eine Erklärung sein: "Eine ausgeprägtere Schichtbildung bedeutet mehr Unterschied in der Dichte des Oberflächenwassers (wo das Licht ist, Anm.) und des tiefen Wassers (wo die Nährstoffe sind). Das resultiert in einer geringeren Durchmischung von tiefem und Oberflächenwasser, wodurch dem Plankton weniger Nährstoffe zur Verfügung stehen".

Das könnte wiederum kleinere, genügsamere Algen begünstigen, die dann das Licht anders reflektieren. "Das könnte mit der beobachteten Farbveränderung zusammenhängen, aber es ist schwer, hier sicher zu sein", so der Erstautor der Studie abschließend. Die genauen Mechanismen dahinter bleiben wohl noch ein Rätsel.