Ein schlafender Riese könnte Leben in der Tiefsee beenden

Auf dem Grund der Tiefsee in Alaska wurde eine rote Qualle entdeckt. Bildnachweis: Hidden Ocean 2005/NOAA

Die Kontinentaldrift hat das Potenzial, den Ozeansauerstoff zu blockieren.

Ein bisher übersehener Faktor – die Position der Kontinente – trägt dazu bei, die Ozeane der Erde mit lebenserhaltendem Sauerstoff aufzufüllen. Die Kontinentalverschiebung kann schließlich den gegenteiligen Effekt haben und die meisten Tiefseearten töten.

„Die Kontinentaldrift scheint so langsam zu sein, dass nichts Drastisches dabei herauskommt, aber der Ozean ist der primäre, wo selbst ein scheinbar kleines Ereignis ein weit verbreitetes Absterben von Meereslebewesen auslösen kann“, sagte der Riverside-Geologe Andy Ridgwell. Ridgwell ist Co-Autor einer neuen Studie über die Kräfte, die den Ozeansauerstoff beeinflussen.

Wenn sich das Oberflächenwasser des Ozeans dem Nord- oder Südpol nähert, wird es kälter und dichter und sinkt dann ab. Wenn Wasser sinkt, trägt es Sauerstoff, der aus der Erdatmosphäre nach unten gezogen wird, auf den Meeresboden.

Deep Reef Fish Papahanamokuakea Marine National Monument

Fischen Sie an tiefen Riffen im Pearl- und Hermes-Atoll im Papahanamokuakea Marine National Monument in der Nähe von Hawaii. Bildnachweis: Greg McFall, NOAA

Letztendlich bringt der Rückfluss Nährstoffe, die aus untergetauchter organischer Materie freigesetzt werden, zurück an die Meeresoberfläche, wo sie das Wachstum von Plankton antreiben. Die heutigen Ozeane beherbergen eine unglaubliche Vielfalt an Fischen und anderen Tieren, unterstützt durch eine ununterbrochene Sauerstoffzufuhr in seichte Tiefen und organische Stoffe, die an der Oberfläche produziert werden.

Neue Forschungen haben ergeben, dass dieser Kreislauf von Sauerstoff und Nährstoffen abrupt enden kann. Mithilfe komplexer Computermodelle untersuchten die Wissenschaftler, ob die Lage der Kontinentalplatten den Sauerstofftransport im Ozean beeinflusst. Sie waren überrascht, es zu sehen.

Die Entdeckung, die von Forschern der UC Riverside geleitet wurde, wird in der Zeitschrift detailliert beschrieben Natur. Es wurde heute (17. August 2022) veröffentlicht.

Ein entspannender Ballonfisch

Kugelfische ruhen in der Nähe der Florida Keys. Kredit: OAR/National Undersea Research Program (NURP); Universität Maine

„Vor Millionen von Jahren, kurz nachdem das tierische Leben im Ozean begann, schien der gesamte globale Ozeankreislauf periodisch abzuschalten“, sagte Ridgwell. „Wir erwarten nicht, dass die Kontinentaldrift das Absinken von Oberflächenwasser und Sauerstoff stoppen und die Entwicklung des Lebens auf der Erde dramatisch beeinflussen wird.“

Bisher waren die Modelle zur Untersuchung der Entwicklung des Ozeansauerstoffs in den letzten 540 Millionen Jahren relativ einfach und berücksichtigten die Ozeanzirkulation nicht. In diesen Modellen repräsentiert Ozean-Anoxie – Zeiten, in denen der Sauerstoff im Ozean verschwindet – einen Abfall der atmosphärischen Sauerstoffkonzentration.

„Wissenschaftler dachten früher, dass sich ändernde Sauerstoffwerte im Ozean oft ähnliche Schwankungen in der Atmosphäre widerspiegeln“, sagte Alexandre Boll, Erstautor der Studie und ehemaliger UCR-Paläoklimamodellierer, jetzt an der Université Bourgogne-Franche-Comte in Frankreich.

Ein Diorama der alten Ediacara-Meereslebewesen

Ein Diorama mit Meereslebewesen aus Ediacara, ausgestellt in der Smithsonian Institution. Bildnachweis: Smithsonian

In dieser Studie wurde erstmals ein Modell verwendet, in dem der Ozean dreidimensional dargestellt wurde, in dem Meeresströmungen berechnet wurden. Den Ergebnissen zufolge führt ein Rückgang des globalen Wasserkreislaufs zu einer starken Trennung zwischen dem Sauerstoffgehalt in der oberen und unteren Tiefe.

Diese Trennung entzog dem gesamten Meeresboden für mehrere Milliarden Jahre, beginnend in der Silur-Periode vor etwa 440 Millionen Jahren, vollständig den Sauerstoff, außer an seichten Stellen in Küstennähe.

„Ein Kreislaufkollaps wäre ein Todesurteil für alles gewesen, was nicht nahe an der Oberfläche schwimmen konnte und trotzdem lebensspendenden Sauerstoff in der Atmosphäre hat“, sagte Ridgwell. Unter den Kreaturen der Tiefe befinden sich seltsam aussehende Fische, riesige Würmer und Krebstiere, Tintenfische, Algen und mehr.

Das Papier gab nicht an, wann oder ob die Erde in Zukunft mit einem ähnlichen Ereignis rechnen könnte. In Wirklichkeit ist es schwierig zu bestimmen, wann ein Kollaps auftreten könnte oder was ihn auslösen könnte. Bestehende Klimamodelle bestätigen jedoch, dass die globale Erwärmung die Ozeanzirkulation schwächen wird, und einige Modelle sagen sogar einen eventuellen Zusammenbruch des Zirkulationszweigs voraus, der im Nordatlantik beginnt.

„Wir brauchen ein hochauflösendes Klimamodell, um ein Massensterben vorherzusagen“, sagte Ridgwell. „Wir haben bereits heute Bedenken hinsichtlich des Wasserkreislaufs im Nordatlantik, und es gibt Hinweise darauf, dass der Wasserfluss in die Tiefe abnimmt.“

Theoretisch könnte ein ungewöhnlich warmer Sommer oder die Erosion einer Klippe die Kaskade von Prozessen auslösen, die das Leben ankurbeln, das heute erscheint, sagte Ridgwell.

„An der Oberfläche des Ozeans könnte man meinen, man könne surfen oder segeln. Aber darunter arbeitet der Ozean unermüdlich daran, die Tiere in den trüben Tiefen mit lebenswichtigem Sauerstoff zu versorgen“, sagte Ridgwell.

„Der Ozean lässt das Leben gedeihen, aber er nimmt dieses Leben auch zurück. Nichts diktiert es, weil sich die Kontinentalplatten ständig bewegen.“

Hinweis: Alexandre Ball, Andy Ridgwell, Richard G. Stuckey, Christophe Tommaso, Andrew Keen, Emmanuel Venin und Christopher R. Scotties, 17. August 2022, „Die kontinentale Konfiguration steuert die Sauerstoffversorgung der Ozeane während des Phanerozoikums“ Natur.
DOI: 10.1038/s41586-022-05018-z

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