Als der Meeresforscher Ian Enochs bei Cheeca Rocks, einem kleinen Riff in den Florida Keys, das für seine farbenfrohen Korallen bekannt ist, ins Wasser sprang, erschütterte ihn das, was er sah, bis ins Mark.
„Im wahrsten Sinne des Wortes war alles weiß“, sagte Enochs, ein Forschungsökologe bei der National Oceanic and Atmospheric Administration in Miami. „Es sieht überhaupt nicht normal aus, es ist einfach wie ein anderes Riff.“
Es war Juli, noch zu Beginn des Sommers, der in Südflorida der heißeste seit Beginn der Aufzeichnungen werden sollte, und Enochs war Zeuge einer Massenbleiche – ein verräterisches Zeichen dafür, dass Korallen in ungewöhnlich heißen Meeresgewässern zu kämpfen haben. Die Riffe von Keys wurden im Laufe der Jahrzehnte regelmäßig von der Bleiche heimgesucht und erholten sich, die Korallen waren geschwächt, aber noch am Leben. Doch längeres Bleichen kann tödlich sein. Für Enochs sah dies schwerwiegend und potenziell tödlich aus.
„Das Fleisch, das Gewebe (der Weichkorallen) fielen einfach von ihnen ab“, sagte Enochs, „sie zerfielen buchstäblich vor unseren Augen.“
Jetzt, da die Meerestemperaturen abkühlen, unternehmen Wissenschaftlerteams eine beispiellose Anstrengung, um nicht nur die Schäden durch die Hitzewelle, sondern auch die Zukunft des seit langem angeschlagenen Rifftrakts in Südflorida abzuschätzen.
Cheeca Rocks, mehr als ein Jahrzehnt lang Enochs wichtigster Studienort, galt als eines der gesündesten Riffe der Keys. In den kommenden Monaten und Jahren wird es als lebendes – oder sterbendes – Labor dienen. Das Schicksal seiner Korallen wird Wissenschaftlern wie Enochs Aufschluss darüber geben, wie und ob Riffe den Klimawandel überleben können, der die Meerestemperaturen auf neue Höchstwerte treibt.
Rekordtemperaturen vor Südflorida
Der Sommer 2023 setzte an der Küste Floridas neue Meerestemperaturmarken.
In Cheeca Rocks zeichnete Enochs‘ Team vom Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA auf Virginia Key eine Temperatur von etwa 93 Grad Fahrenheit auf. In anderen Teilen der Keys und an beiden Küsten Floridas stieg die Meeresoberflächentemperatur um 4, 5 oder mehr Grad über den historischen Durchschnitt. In einigen flachen Bereichen näherte er sich der 100-Grad-Marke.
Ein Sensor in den Grasebenen vor der Manatee Bay im Everglades-Nationalpark erreichte unglaubliche 101,1 Grad Fahrenheit. Bedenken Sie, dass Whirlpools normalerweise eine Temperatur von 100 bis 103 Grad haben.
„Weltweit stellte der August 2023 einen Rekord für die höchste monatliche Anomalie der Meeresoberflächentemperatur aller Monate in der 174-jährigen Aufzeichnung der NOAA auf“, berichtete die Bundesbehörde später.
Cheeca Rocks, ein flaches küstennahes Riff, das bei Schnorchlern beliebt ist, ist besonders anfällig für heißes Wetter und Wasser. Aber ein Großteil des Riffgebiets in Südflorida – das sich von Palm Beach County bis hinunter zu den Dry Tortugas erstreckt – erlebte Auswirkungen.
Für Wissenschaftler und Taucher, die die Riffe in Südflorida häufig besuchen, war dies deutlich zu erkennen. Beim Bleichen werfen Korallen die Algen ab, die ihnen ihre leuchtenden Farben verleihen und ihnen wichtige Nährstoffe liefern. Die bleichenden Opfer, deren harte Exoskelette ganz oder teilweise blassweiß geworden sind, stechen hervor wie Knochen.
Es kann ein Jahr dauern, um zu sehen, wie viel sich erholt hat, und um die endgültige Zahl zu ermitteln. Es ist jedoch bereits klar, dass die Rekordhitze den steilen Rückgang der Korallen vor Südflorida verschlimmerte. In nur einem halben Jahrhundert hat sich die Unterwasserrifflandschaft an der Küste tiefgreifend und dauerhaft verändert.
Zwei Arten großer und spektakulärer verzweigter Korallen, Hirschgeweih und Elchgeweih, bildeten einst dichte Wälder und dienten als wichtigste Riffbauer in Südflorida. Wissenschaftler schätzen, dass seit den 1970er Jahren 90 % davon verschwunden sind. In der Karibik waren die Verluste sogar noch höher.
Diego Lirman, außerordentlicher Professor für Meereswissenschaften an der University of Miami, überwacht seit 30 Jahren die Riffe der Region. Als er anfing, auf dem Gebiet der Störungsökologie zu arbeiten – die Forschung konzentrierte sich auf Kräfte, die bestehende Systeme auslöschen können –, wies das typische Riff eine Korallenbedeckung von etwa 20 % auf. Mittlerweile überleben Hartkorallen nur noch etwa 5 % des Bodens. Stattdessen haben sich Weichkorallen, Algen und andere Meereslebewesen angesiedelt, was die marine Nahrungskette verändert und den Schutz und die Beute, die Riffe einer Vielzahl von Meereslebewesen bieten, verringert.
Die zerstörerischen Kräfte, die Lirman und andere Wissenschaftler identifiziert haben, sind vielfältig. Im Laufe der Jahrzehnte wurden die Riffe Floridas von Menschen mit allem Möglichen belastet, von Verschmutzung und Baggersedimenten bis hin zu Bootsankern, Angelschnüren und Taucherflossen. Im Jahr 1990 wurde das 3.843 Quadratmeilen große Florida Keys National Marine Sanctuary gegründet, das sich vom Biscayne-Nationalpark bis zu den Dry Tortugas erstreckt, um die Riffe vor anhaltenden Schäden zu schützen.
Es wurden Ankerbojen angebracht und rund um größere Riffe keine Fischereizonen eingerichtet. Tauchern und Schnorchlern wird beigebracht, Korallen nicht zu berühren, und sie sind jetzt in der Regel viel besser auf die Zerbrechlichkeit der Unterwasserwelt eingestellt, in die sie eingetaucht sind. Diese Schritte haben dazu beigetragen, den Schaden an Korallen durch Touristen, Taucher und Angler zu reduzieren.
Zucht hitzebeständiger Korallen
Aber der Kampf gegen den Klimawandel ist eine ganz andere Herausforderung. Wissenschaftler gehen davon aus, dass steigende Meerestemperaturen zu den zunehmenden Auswirkungen invasiver Erstickungsalgen geführt und zur Ausbreitung korallenschädigender Krankheiten beigetragen haben, von der Schwarzband- und Weißbandkrankheit bis hin zur Weißen Pest und der Steinkorallenkrankheit. Außerdem ist der Ozean dadurch saurer geworden, was es den Korallen erschwert, ihre harten Skelette aufzubauen. Da einige Korallen durch wiederholte Bleichphasen geschwächt sind, sind sie möglicherweise nicht gesund genug, um den zunehmenden Stressfaktoren standzuhalten.
Eine Hoffnung besteht darin, widerstandsfähigere Korallen zu züchten. Wissenschaftler züchten seit Jahren Korallen in Labors und Unterwasser-Gärtnereien, aber neuere Werkzeuge wie die genetische Sequenzierung bieten vielleicht die neueste und vielleicht letzte Chance, sterbende Riffe irgendwann wiederzubeleben. Die Hoffnung besteht darin, die hitzetolerantesten genetischen Stämme zu identifizieren – solche, die, wenn sie an vorgelagerten Riffen kultiviert, nachgewachsen und neu gepflanzt werden, die besten Überlebens- und Gedeihchancen haben könnten.
Die Komplikation besteht darin, dass einige Korallenarten möglicherweise besser mit heißem Wasser zurechtkommen, sich jedoch möglicherweise als weniger resistent gegen Krankheiten oder andere Probleme erweisen. Daher ist es wichtig, eine Auswahl an starken Korallen für die Zukunft und zukünftige Bedrohungen zu haben, von denen einige vielleicht noch nicht identifiziert sind.
„Wir wissen, dass es so etwas wie eine Superkoralle nicht gibt“, sagte Phanor Montoya-Maya, Programmmanager der Coral Restoration Foundation in Tavernier. „Wir müssen sicherstellen, dass jeder einzelne heute lebende Genotyp die Chance hat, über diese Bedingungen hinaus zu leben.“
Das ist Teil der Mission im Experimental Reef Laboratory der NOAA auf dem Campus der Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science der UM. Enochs von der NOAA und Lirman von der UM leiten gemeinsam das Labor und das 4,2-Millionen-Dollar-Projekt, das letzten Monat unter Einbeziehung von sieben verschiedenen akademischen und Forschungseinrichtungen gestartet wurde. Es handelt sich um die bisher größte gemeinsame Anstrengung zur Bewertung der Gesundheit und Zukunft der Riffe in Südflorida.
Im Labor können Wissenschaftler die Bedingungen von der Temperatur bis zur Wasserqualität manipulieren, um die Stärke von Proben verschiedener Arten und genetischer Stämme von Korallen zu beurteilen. Diese Proben können fragmentiert werden, um als neue einzelne Korallen zu wachsen. Anschließend können diese kleinen Korallen in Baumschulen in der Biscayne Bay oder anderswo verbracht oder schließlich an natürlichen Riffen neu gepflanzt werden.
„Wir beobachten, wie sie wachsen“, sagte Lirman, „und wir bauen unsere Restaurierungsbestände auf.“
Im Labor gezüchtete Korallen allein können nicht alles ersetzen, was verschwunden ist, aber wenn sie robust genug sind, könnten sie die Grundlage für stärkere natürliche Riffe sein.
Riffwissenschaftler wurden zu Notfallhelfern
Die beispiellosen Meerestemperaturen im Sommer machten viele Meereswissenschaftler zu Nothelfern an Riffriffen, und eine Reihe von Behörden und Universitäten bemühten sich, zu retten, was sie konnten. An den natürlichen Riffen konnte man nichts ändern, aber man könnte versuchen, die Reihe der bewirtschafteten Unterwasserkorallen-Aufzuchtgebiete entlang der Küste zu retten, wo Forscher Tausende von Korallenfragmenten züchten – den Bestand für künftige Restaurierungsbemühungen.
Den Mitarbeitern der Coral Restoration Foundation wurde klar, dass sie schnell handeln mussten, um ihre eigenen vier Feldschulen zu retten, und dabei das Risiko eingingen, sie aus dem Meer zu ziehen und in Landbecken mit kontrollierten Temperaturen zu bringen – zumindest bis sich das Meerwasser wieder normalisierte. Andere Gruppen taten dasselbe, indem sie Korallen von der Küste zogen und in Becken steckten und so eine Art Arche Noah der genetischen Vielfalt schufen, um die Hitzewelle zu überstehen.
In einem Fall im August taten UM-Wissenschaftler auch das Gegenteil: Sie pflanzten Kindergarten- und Laborkorallen auf dem Meeresboden zwei Meilen östlich von Key Biscayne. Es handelte sich um eine Studie, bei der es um das Überleben des Stärksten ging. Diese Korallen, die zuvor an verschiedenen Riffen vor Südflorida gesammelt wurden, werden einem kritischen Hitzestresstest unter realen Bedingungen unterzogen.
Einige werden es wahrscheinlich nicht schaffen. Wenn dies jedoch der Fall ist, könnte dies dazu beitragen, Korallenarten zu identifizieren, die dem künftigen Klimawandel mit größerer Wahrscheinlichkeit standhalten.
„Wir wollen das nicht weiter machen, nur um zuzusehen, wie unsere Korallen sterben“, sagte Lirman von UM. „Wir müssen von den Überlebenden lernen.“
Als sich das Wasser Ende November abkühlte, konnten Montoya-Maya und andere Mitarbeiter der Stiftung etwa 1.500 Tiere in die Baumschulen in den Gewässern vor Tavernier zurückbringen.
Sie überführten die Korallen vorsichtig aus einem Tank in Kühlboxen auf einem Boot. Nach einer etwa 30-minütigen Bootsfahrt sprangen die Wissenschaftler ins Wasser, um die mit gesunden Korallenbüscheln übersäten Felsvorsprünge hinunterzugehen. Die aus PVC-Rohren und Netz gefertigten Regale wurden dann an Baumschulbäumen in Gewässern mit einer Tiefe von etwa 10 Fuß bis 30 Fuß befestigt.
Insgesamt sagen Wissenschaftler, dass es schwierig sein wird, zu sagen, wie viele Korallen sich erholen und bis zum nächsten Sommer überleben werden. Sie werden eine bessere Vorstellung haben, wenn sie im kommenden Jahr mehr Daten sammeln. Aber wenn die Verluste in den Offshore-Baumschulen Anzeichen dafür sind, könnte der Tribut schwerwiegend sein. Als das Jahr zu Ende ging, schätzte die Coral Restoration Foundation, dass sie etwas mehr als die Hälfte ihrer Kindergartenkorallen verloren hatten.
Seit der Hitzewelle dieses Sommers waren Enochs und sein Team so oft wie möglich wieder in den Cheeca Rocks. Sie überwachen Gebiete, die sich erholen, und achten sowohl auf Krankheitsausbrüche unter den geschwächten Korallen als auch auf natürliche Heilungswege.
War das größte Bleichereignis aller Zeiten möglicherweise der letzte Sargnagel für die Riffe der Keys? Es ist noch zu früh, das zu sagen, aber bei Cheeca hat Enochs noch Hoffnung.
„Die Dinge sind nicht großartig, aber es könnte schlimmer sein“, sagte Enochs. „Und die Tatsache, dass es ihnen nicht schlechter geht, bedeutet, dass es einen Ausweg gibt.“
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