Ein schlafender Riese könnte Leben in der Tiefsee beenden

Rote Medusen werden vor dem Tiefseeboden von Alaska gefunden. Bildnachweis: Hidden Ocean 2005 / NOAA

Die Kontinentalbewegung kann den Meeressauerstoff ersticken.

Ein bisher übersehener Faktor – die Lage der Kontinente – trägt dazu bei, die Ozeane der Erde mit lebenserhaltendem Sauerstoff zu füllen. Die Kontinentalbewegung könnte schließlich den gegenteiligen Effekt haben und die Mehrheit der Tiefseeorganismen töten.

„Die Kontinentaldrift scheint so langsam zu sein, dass nichts Drastisches daraus entstehen kann, aber wenn der Ozean vorbereitet ist, kann ein scheinbar kleines Ereignis zum Tod von Meereslebewesen in großem Umfang führen“, sagte Andy Ridgewell, ein Riverside-Geologe an der Universität von Kalifornien. Ridgewell, Co-Autor einer neuen Studie über die Kräfte, die den ozeanischen Sauerstoff beeinflussen.

Wenn sich das Wasser an der Meeresoberfläche dem Nord- oder Südpol nähert, wird es kälter, dichter und sinkt dann ab. Wenn das Wasser sinkt, überträgt es den aus der Erdatmosphäre gezogenen Sauerstoff auf den Meeresboden.

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

Letztendlich bringt der Rückfluss Nährstoffe, die aus der absinkenden organischen Substanz freigesetzt werden, an die Meeresoberfläche, wo sie das Planktonwachstum antreiben. Die heutigen Ozeane weisen eine erstaunliche Vielfalt an Fischen und anderen Tieren auf, die sowohl durch eine kontinuierliche Sauerstoffversorgung der unteren Tiefen als auch durch an der Oberfläche produzierte organische Stoffe unterstützt werden.

Neue Forschungen haben ergeben, dass die Zirkulation von Sauerstoff und Nährstoffen plötzlich enden kann. Mit komplexen Computermodellen untersuchten die Wissenschaftler, ob die Lage der Kontinentalplatten beeinflusst, wie der Ozean Sauerstoff transportiert. Sie waren überrascht, das zu finden.

Dieses Ergebnis, angeführt von Forschern der University of California, Riverside, wird in der Zeitschrift detailliert beschrieben Natur temperieren. Es wurde heute (17. August 2022) veröffentlicht.

Ballonfische ruhen in der Nähe der Florida Keys. Kredit: OAR/Nationales Meeresforschungsprogramm (NURP); Universität Maine

„Vor mehreren Millionen Jahren, kurz nachdem das tierische Leben im Ozean begann, schien die Zirkulation des gesamten globalen Ozeans regelmäßig zu stoppen“, sagte Ridgwell. „Wir hatten nicht erwartet, dass die Bewegung der Kontinente dazu führen könnte, dass Oberflächenwasser und Sauerstoff nicht mehr absinken, was möglicherweise die Entwicklung des Lebens auf der Erde erheblich beeinflusst.“

Bisherige Modelle zur Untersuchung der Entwicklung des marinen Sauerstoffs in den letzten 540 Millionen Jahren waren relativ einfach und berücksichtigten nicht die Ozeanzirkulation. In diesen Modellen weist Ozeanhypoxie – die Zeiten, in denen ozeanischer Sauerstoff verschwunden ist – auf eine Abnahme der atmosphärischen Sauerstoffkonzentrationen hin.

„Wissenschaftler gingen zuvor davon aus, dass sich ändernde Sauerstoffwerte im Ozean hauptsächlich ähnliche Schwankungen in der Atmosphäre widerspiegeln“, sagte Alexandre Paul, Erstautor der Studie und Designer von Paläoklimamodellen an der Universität Bourgogne-Franch-Comté in Frankreich.

Dioramen von Robbenschiffen aus der alten Ediacara-Zeit, ausgestellt in der Smithsonian Institution. Bildnachweis: Smithsonian

In dieser Studie wurde erstmals ein Modell verwendet, in dem der Ozean dreidimensional dargestellt und Meeresströmungen berechnet wurden. Demnach führt ein Zusammenbruch der globalen Wasserzirkulation zu einer starken Trennung zwischen Sauerstoffgehalt in der oberen und unteren Tiefe.

Diese Trennung führte dazu, dass der gesamte Meeresboden, mit Ausnahme seichter Stellen in Küstennähe, über mehrere zehn Millionen Jahre hinweg vollständig an Sauerstoff verloren hatte, bis vor etwa 440 Millionen Jahren zu Beginn des Silur.

„Der Kreislaufkollaps war ein Todesurteil für alles, was nicht nahe an der Oberfläche schwimmen konnte und trotzdem lebensspendenden Sauerstoff in der Atmosphäre hatte“, sagte Ridgwell. Zu den Kreaturen der Tiefe gehören seltsam aussehende Fische, Würmer, riesige Krebstiere, Tintenfische, Schwämme und mehr.

Das Papier geht nicht darauf ein, ob oder wann die Erde ein ähnliches Ereignis in der Zukunft erwartet. Tatsächlich ist es schwer zu sagen, wann ein Absturz passieren könnte oder was ihn auslöst. Aktuelle Klimamodelle behaupten jedoch, dass eine zunehmende globale Erwärmung die Ozeanzirkulation beeinträchtigen wird, und einige Modelle sagen einen endgültigen Zusammenbruch des Zirkulationszweigs voraus, der im Nordatlantik beginnt.

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

Theoretisch könnte ein ungewöhnlich warmer Sommer oder eine Klippenerosion eine Kaskade von Prozessen auslösen, die das Leben, wie es heute aussieht, umkehren, sagte Ridgwell.

„Man könnte meinen, dass die Meeresoberfläche, der Teil, in dem man surfen oder segeln kann, der Ort ist, an dem die ganze Action stattfindet. Aber unten arbeitet der Ozean unermüdlich und versorgt die Tiere in den dunklen Tiefen mit lebenswichtigem Sauerstoff“, sagte Ridgewell .

„Der Ozean lässt Leben gedeihen, aber er kann dieses Leben wieder nehmen. Nichts schließt das aus, da sich die Kontinentalplatten weiter bewegen.“

Referenz: „Continental Formation Controls Ocean Oxygenation During Aeons of Wildlife“ von Alexander Ball, Andy Ridgewell, Richard J. Stocky, Christophe Tomazo, Andrew Kane, Emmanuel Finin, Christopher R. Natur temperieren.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05018-z