Robert Klatt
Hitzewellen dauern in den tiefen Wasserschichten lange an. Weil die dortigen Lebewesen sich in ihrer Evolution an stabile Temperaturverhältnisse angepasst haben, könnte dies gravierende Folgen haben.
Faro (Portugal). In den kommenden Jahrzehnten werden Hitzewellen laut einer Studie der Universität Oxford durch den anthropogenen Klimawandel deutlich öfter auftreten als aktuell. Bisher hat die Wissenschaft sich vor allem damit beschäftigt, wie die hohen Temperaturen sich auf oberflächennahe Wasserschichten auswirken. Eine Studie der University of Algarve hat nun untersucht, ob und wie marine Hitzewellen tiefere Wasserschichten beeinflussen.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Climate Change haben die Forscher um Eliza Fragkopoulou dazu globale Daten aus den tieferen Meeresbereichen analysiert und mit Informationen zur Biodiversität verknüpft. Für die Studie wurden globale Messwerte des EU Copernicus Marine Service aus dem Zeitraum von 1993 bis 2019 herangezogen, um Temperaturveränderungen in Wasserschichten bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern zu untersuchen.
Laut den Daten treffen Hitzewellen nicht nur marine Organismen in oberflächennahen Wasserschichten, sondern auch in der Tiefsee. Interessanterweise weisen diese Hitzewellen in den tieferen Bereichen eine längere Dauer und höhere Intensität auf als in den Oberflächenschichten des Meeres.
Definiert sind marine Hitzewellen als Zeiträume, während denen die Wassertemperaturen über einen Zeitraum von mindestens fünf Tagen höher sind als 90 Prozent der gemessenen Temperaturen im Zeitraum von 1993 bis 2019. Die hohen Temperaturen können sich über Flächen von mehreren Millionen Quadratkilometern ausdehnen und über mehrere Wochen andauern.
Die intensivsten Hitzewellen treten laut der Studie in einer Wassertiefe von 50 bis 200 Metern auf. In tieferen Wasserschichten ist die Intensität geringer, die Dauer der Wärmeanomalien aber höher. So liegt die durchschnittliche Dauer einer solchen Hitzewelle in 2m000 Metern Tiefe, also in der Tiefsee, bei rund 40 Tagen. An der Meeresoberfläche sind Hitzewellen im Mittel nur halb so lang.
Die Wissenschaftler spekulieren, dass die abnehmende Durchmischung der Wasserschichten mit zunehmender Tiefe dafür verantwortlich sein könnte. Besonders in der Arktis stellte man fest, dass die Dauer der tiefen marinen Hitzewellen sich am stärksten ausdehnte, teilweise bis zu einem Zeitraum von drei Jahren.
Laut den Autoren könnten die Hitzewellen die Ökosysteme in den tiefen Wasserschichten stark beeinflussen, weil diese sich in der Evolution an stabile Temperaturverhältnisse angepasst haben. Die Wissenschaftler haben mehrere ökologische Risikogebiete in unterschiedlichen Tiefen und geografischen Zonen ermittelt. Darunter fallen ausgedehnte Regionen sowohl im Indischen Ozean als auch im Nordatlantik, in denen besonders temperaturempfindliche Meeresgemeinschaften auf intensive Hitzewellen treffen. In ihrer Analyse stellen die Forschenden fest, dass die Biodiversität in den ersten 250 Metern der Wasserschicht am meisten durch thermische Anomalien gefährdet ist.
Die Studie betont, dass marine Hitzewellen, unabhängig davon, ob sie in oberflächennahen oder tieferen Wasserschichten auftreten, erhebliche Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und somit auf ökologische Prozesse haben können. Eine Studie des National Oceanography Centre (NOC) zeigte etwa kürzlich, dass dadurch die Verteilung des Phytoplankton in den Ozeanen beeinflusst wird.
Die Konsequenzen könnten drastisch sein. Wandernde Meeresbewohner wie Fische könnten ihre angestammten Gebiete verlassen, während sesshafte Organismen wie Korallen, Algen und Seegräser erheblich beeinträchtigt werden oder sogar absterben könnten. Zusätzlich könnten Ereignisse wie schädliche Algenblüten, Sauerstoffdefizite und eine Versauerung der Meeresumwelt eintreten.
Nature Climate Change, doi: 10.1038/s41558-023-01790-6
