Das Leben in der „Zwielichtzone“ des Ozeans könnte aufgrund des Klimawandels dramatisch zurückgehen, deuten neue Forschungsergebnisse an. Die Dämmerungszone (200 m bis 1.000 m tief) bekommt nur sehr wenig Licht ab, beherbergt aber eine Vielzahl von Organismen und Milliarden Tonnen organischer Substanz.
Die neue Studie warnt davor, dass der Klimawandel bis zum Ende des Jahrhunderts zu einer Verringerung des Lebens in der Dämmerungszone um 20-40 % führen könnte.
Und in einer Zukunft mit hohen Emissionen könnte das Leben in der Dämmerungszone innerhalb von 150 Jahren stark erschöpft sein, ohne dass es über Tausende von Jahren zu einer Erholung kommt.
„Wir wissen immer noch relativ wenig über die Dämmerungszone des Ozeans, aber anhand von Beweisen aus der Vergangenheit können wir verstehen, was in der Zukunft passieren könnte“, sagte Dr. Katherine Crichton von der University of Exeter und Hauptautorin der Studie.
Das Forschungsteam, das sich aus Paläontologen und Ozeanmodellierern zusammensetzt, untersuchte, wie reichlich Leben in der Dämmerungszone in vergangenen warmen Klimazonen vorhanden war, indem es Aufzeichnungen von erhaltenen mikroskopisch kleinen Muscheln in Ozeansedimenten verwendete.
„Wir haben zwei Warmzeiten in der Vergangenheit der Erde betrachtet, vor etwa 50 Millionen Jahren und vor 15 Millionen Jahren“, sagte Professor Paul Pearson von der Cardiff University, der die Forschung leitete.
„Wir haben festgestellt, dass die Dämmerungszone nicht immer ein reicher Lebensraum voller Leben war.
„In diesen warmen Zeiten lebten viel weniger Organismen in der Dämmerungszone, weil viel weniger Nahrung aus Oberflächengewässern ankam.“
Tiere in der Dämmerungszone ernähren sich hauptsächlich von Partikeln organischer Materie, die von der Meeresoberfläche herabgesunken sind.
Die Studie zeigte, dass diese organische Substanz in wärmeren Meeren der Vergangenheit viel schneller durch Bakterien abgebaut wurde – was bedeutet, dass weniger Nahrung die Dämmerungszone erreichte.
„Die reiche Vielfalt des Lebens in der Dämmerungszone hat sich in den letzten paar Millionen Jahren entwickelt, als das Meerwasser ausreichend abgekühlt war, um eher wie ein Kühlschrank zu wirken, die Nahrung länger haltbar zu machen und die Bedingungen für das Gedeihen des Lebens zu verbessern“, sagte Dr. Crichton.
Dies veranlasste die Forscher zu der Frage, was in einer zukünftigen, wärmeren Welt mit dem Leben in der Twilight Zone passieren wird.
Sie kombinierten die Beweise für vergangene Wärmeperioden mit Erdsystemmodellsimulationen und simulierten, was jetzt in der Dämmerungszone passieren könnte und was in zukünftigen Jahrzehnten, Jahrhunderten und Jahrtausenden aufgrund der durch Treibhausgasemissionen verursachten Klimaerwärmung passieren könnte.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass bedeutende Veränderungen möglicherweise bereits im Gange sind“, fuhr Dr. Crichton fort.
„Wenn wir die Treibhausgasemissionen nicht schnell reduzieren, könnte dies innerhalb von 150 Jahren zum Verschwinden oder Aussterben vieler Lebewesen in der Dämmerungszone führen, mit Auswirkungen, die sich über Jahrtausende danach erstrecken.
„Selbst eine emissionsarme Zukunft kann erhebliche Auswirkungen haben, aber das wäre weitaus weniger schwerwiegend als Szenarien mit mittleren und hohen Emissionen.
„Unsere Studie ist ein erster Schritt, um herauszufinden, wie anfällig dieser Ozeanlebensraum für die Klimaerwärmung sein könnte.“
Die drei Emissionsszenarien der Studie basieren auf den gesamten Kohlendioxidemissionen nach 2010. „Niedrig“ sind 625 Milliarden Tonnen, „Mittel“ sind 2.500 Milliarden Tonnen und „Hoch“ sind 5.000 Milliarden Tonnen.
Zum Vergleich: Das Global Carbon Budget (unter der Leitung der University of Exeter) schätzt die gesamten globalen Kohlendioxidemissionen allein im Jahr 2022 auf 40,6 Milliarden Tonnen.
Die Emissionen beliefen sich von 2010 bis 2022 jedes Jahr auf fast 40 Milliarden Tonnen, sodass der größte Teil des Kohlendioxids (etwa 500 Milliarden Tonnen) für das „niedrige“ Szenario der Studie bereits emittiert wurde.
Beim derzeitigen Kurs würde das „mittlere“ Szenario in 50 Jahren und das „hohe“ Szenario in etwas mehr als einem Jahrhundert erreicht werden.
Dr. Jamie Wilson von der University of Liverpool sagte: „Die Dämmerungszone spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Ozeans, da das meiste Kohlendioxid, das vom Phytoplankton aufgenommen wird, dort landet, wenn seine Überreste von der Meeresoberfläche absinken.
„Eine der Herausforderungen bei der Vorhersage, wie sich diese Kohlenstoffbewegung in Zukunft verändern könnte, besteht darin, dass es im modernen Ozean viele Prozesse zu entwirren gibt.
„Durch den Rückblick auf die Dämmerzone vergangener Warmzeiten können wir die wichtigsten Prozesse erkennen und daraus die Zukunft vorhersagen.
„Wir haben festgestellt, dass sich dieser natürliche Kohlenstoffkreislauf wahrscheinlich bereits ändert und noch lange in der Zukunft gestört werden kann.“
Um unser Wissen über die Dämmerungszone der Ozeane zu erweitern, wurde ein UN-Programm (JETZON) wurde eingerichtet. Darin heißt es: „Es ist aus fast jeder Perspektive schlecht verstanden. Es enthält jedoch möglicherweise den größten und am wenigsten genutzten Fischbestand der Welt und recycelt ~ 80% des organischen Materials, das aus den produktiven Oberflächengewässern absinkt.“
Die neue Studie wurde vom Natural Environment Research Council finanziert und umfasst Forscher der Universitäten Exeter, Liverpool, California Riverside, Bremen, Cardiff und University College London.
Mehr Informationen:
Was uns die geologische Vergangenheit über die Zukunft der Dämmerungszone des Ozeans sagen kann, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37781-6