Korallenriffe als ein Fenster in die Vergangenheit und Zukunft

fTeilen

nternationale Expedition vor der Küste von Hawai’i gestartet

Ein Blick zurück auf die Umweltveränderungen im Laufe der Erdgeschichte
kann uns viel über die Zukunft verraten – insbesondere, wenn es um global
und gesellschaftlich wichtige Themen wie den Meeresspiegel, den
Klimawandel und die Gesundheit des Korallenriff-Ökosystems geht. Eine
internationale wissenschaftliche Forschungsexpedition, die im Auftrag des
International Ocean Discovery Program (IODP) durchgeführt wird, zielt
darauf ab, die Klima- und Riffbedingungen der Vergangenheit vor der Küste
von Hawai’i (USA) aufzuzeichnen. Die zweimonatige Forschungsexpedition
wird Ende August den Hafen von Honolulu verlassen.

Korallenriffe reagieren sehr empfindlich auf den Meeresspiegel und andere
Veränderungen der Umweltbedingungen. Als Fossilien halten sie eine
Aufzeichnung vergangener Bedingungen über Hunderte, Tausende und Millionen
Jahre der Erdgeschichte bereit. In den weltweiten Aufzeichnungen der
letzten 500.000 Jahre gibt es jedoch Unterbrechungen, vor allem während
Zeiten, in denen das Klima plötzlich sehr instabil wurde. IODP-Expedition
389 „Hawai'ian Drowned Reefs“ ( „Versunkene hawaiianische Riffe“)
konzentriert sich auf dieses fehlende Glied.  Wissenschaftliche
Fahrtleitende sind Professor Christina Ravelo (Ocean Sciences Department
an der University of California, Santa Cruz, USA) und Professor Jody
Webster (School of Geosciences), der University of Sydney, Australien).

Prof. Christina Ravelo: „Die fossilen Riffe von Hawai’i sind
Geschichtenerzähler der vergangenen Klima- und Ozeanveränderungen und der
Reaktionen des Riffökosystems auf diese Veränderungen. Wir möchten diese
Geschichten durch sorgfältige Untersuchung der Fossilien, die wir zu
bergen hoffen, aufdecken und teilen.“

Prof. Jody Webster: „Wir hoffen, dass die in den fossilen Riffen
aufgezeichneten Informationen den Wissenschaftlern helfen werden, bessere
Vorhersagen über Geschwindigkeit und Ausmaß des Meeresspiegelanstiegs zu
treffen, welche Auswirkungen die globale Erwärmung und Abkühlung auf
kurzfristige Klimaphänomene wie Dürren, Überschwemmungen und marine
Hitzewellen hat, und wie Korallenriff-Ökosysteme auf diese Veränderungen
reagieren.“

Dr. Thomas Felis, Leiter der Arbeitsgruppe Korallen-Paläoklimatologie am
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen,
ist Mitglied des Expeditionsteams. „Nach früheren Korallenriff-
Bohrexpeditionen zum Great Barrier Reef und nach Tahiti, an denen ich
beteiligt war, bietet sich nun in Hawai'i die einmalige Gelegenheit, noch
viel weiter in die Vergangenheit zurückzugehen, hoffentlich bis zu einer
halben Million Jahre", sagt Thomas Felis. Er koordiniert auch das DFG-
Schwerpunktprogramm "Tropische Klimavariabilität & Korallenriffe" (SPP
2299), ein deutschlandweites Verbundprojekt, das ein besseres Verständnis
der Klimavariabilität in den tropischen Ozeanen und ihrer Auswirkungen auf
das Ökosystem der Korallenriffe in einer sich erwärmenden Welt zum Ziel
hat. „Ich freue mich sehr, dass vier Forschende aus unserem Programm
eingeladen wurden, zur IODP-Expedition 389 nach Hawai'i beizutragen“, so
Felis.

Ziel der Expedition ist es Bohrkerne aus Wassertiefen zwischen 134 und
1.155 Metern an zwanzig Stellen zu bergen. Auch wenn dies das erste Mal
ist, dass in diesem Gebiet ein Ozeanbodenbohrgerät eingesetzt wird, sind
die geplanten Lokationen gut voruntersucht. „Wir haben eine sehr gute
Vorstellung davon, wie der Meeresboden vor der Küste von Hawai’i aussieht,
Wissenschaftler:innen haben in den letzten vier Jahrzehnten mit
Tauchbooten und ferngesteuerten Tauchrobotern umfangreichen Kartierungen
mit Unterwassersonaren sowie Filmmaterial und Oberflächenproben
gesammelt“, sagt Jody Webster. „Diese Informationen haben uns geholfen,
die besten Lokationen für die sorgfältige Gewinnung der Kerne auszuwählen,
die unser Verständnis der Geschichte des Riffsystems erheblich vertiefen
werden“, fügt Christina Ravelo hinzu.

Die Universität von Hawai’i ist eine Partnerinstitution dieser Expedition
und verfügt über eine lange Tradition in der Wissenschaft in den Bereichen
Korallenriffe, Küstenphänomene und Küstengeologie. Hawai’ianische
Wissenschaftler haben den Anstieg des Meeresspiegels und seine
Auswirkungen untersucht und hervorgehoben, wie wichtig dieses Wissen für
das Formulieren einer Strategie zur Eindämmung des Klimawandels und zur
Stärkung der Resilienz in der Zukunft ist. Prof. Kenna Rubin, anorganische
Geochemikerin an der University of Hawai'i at Manoa, Department of Earth
Sciences, war von Anfang an an der Planung der Expedition beteiligt und
wird eine wichtige Teilnehmerin sein.

Prof. Kenna Rubin: „Die detaillierten, hochauflösenden zeitlichen und
zusammengesetzten Abfolgen, die wir von dieser Expedition erwarten, werden
unser Wissen über die Reaktionen auf den Klimawandel erheblich erweitern
und Forschenden helfen, die vulkanische Absenkungsgeschichte von ‚Big
Island‘ besser zu verstehen.“ Die Auswirkungen dieser Forschung in Hawai’i
werden zu bestehenden Studien über Meeresspiegelveränderungen beitragen,
wie sie hier von Korallenriffen aufgezeichnet werden.“

Die wissenschaftlichen Ziele der Expedition zielen darauf ab, Fragen zu
vier Hauptthemen zu beantworten:
• Das Ausmaß der Meeresspiegelveränderung in den letzten halben Million
Jahren zu messen
• Warum sich Meeresspiegel und Klima im Laufe der Zeit ändern zu
untersuchen
• Wie Korallenriffe auf abrupte Meeresspiegel- und Klimaveränderungen
reagieren zu erforschen, und
• Die wissenschaftlichen Erkenntnisse über Wachstum und Absenkung von
Hawai’i im Laufe der Zeit zu verbessern.

Die Planungsphase der Expedition umfasste intensive Umweltbeobachtungen
und eine umfassende Risikobewertung.

Um das Material, welches die Wissenschaftler:innen für ihre Analysen in
den kommenden Jahren nutzen werden, zu gewinnen, wird während der
Expedition auf dem Mehrzweckschiff MMA VALOUR ein Meeresbodenbohrgerät
eingesetzt. Das Meeresbodenbohrgerät wird von einem renommierten
Spezialisten der Geotechnikindustrie bereitgestellt und betrieben. Es wird
auf den Meeresboden abgesenkt, um bis zu 110 Meter lange Bohrkerne aus dem
Ozeanboden zu bergen.

Die MMA VALOUR ist ein vielseitiges Mehrzweck-Versorgungsschiff, das MMA
Offshore gehört und von MMA Offshore betrieben wird, einem weltweit
führenden Anbieter von See- und Unterwasserdienstleistungen. MMA mit
Hauptsitz in Perth, Australien, engagiert sich für den Schutz der
Meeresökosysteme der Welt und die Unterstützung wichtiger
wissenschaftlicher Forschung in diesem Bereich.

An der Expedition werden 29 Wissenschaftler:innen aus Australien,
Österreich, China, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Indien, Japan, den
Niederlanden, Großbritannien und den Vereinigten Staaten von Amerika
teilnehmen. Zehn von ihnen werden an Bord der MMA VALOUR sein und am 31.
August den Hafen von Honolulu verlassen. Die Offshore-Phase der Expedition
endet am 31. Oktober. Alle Mitglieder der Wissenschaftsgruppe werden sich
zur Onshore-Phase im Bremer IODP Bohrkernlager (BCR) am MARUM – Zentrum
für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen (Deutschland)
treffen um die Kerne zu öffnen, zu analysieren, zu beproben und die im
Februar 2024 gesammelten Daten auszuwerten. „Das Treffen im Februar in
Bremen bietet die Möglichkeit, dass alle Wissenschaftler:innen der
internationalen und interdisziplinären Expedition erstmalig zusammen
kommen und Kollaborationen intensiviert oder sogar erst initiiert werden“,
sagt Dr. Ursula Röhl, Wissenschaftlerin am MARUM und Leiterin des Bremer
Bohrkernlagers. „Im Moment ist ein Teil des Bremer Kernlager-Teams mit an
Bord, um die Bohrkerne und Probenmaterial fachgerecht zu kuratieren und
erste Messungen zu begleiten“, fügt sie weiter hinzu.

Die Kerne werden archiviert und der wissenschaftlichen Gemeinschaft nach
einer einjährigen Moratoriums-Periode nach der Onshore-Phase der
Expedition für weitere wissenschaftliche Forschungen zugänglich gemacht.
Alle Expeditionsdaten werden öffentlich zugänglich sein und die daraus
resultierenden Ergebnisse werden veröffentlicht.
Die Expedition wird vom European Consortium for Ocean Research Drilling
(ECORD) im Rahmen des International Ocean Discovery Program (IODP)
durchgeführt. IODP ist ein öffentlich finanziertes internationales
Meeresforschungsprogramm, das von 21 Ländern unterstützt wird und die in
Sedimenten und Gesteinen des Meeresbodens aufgezeichnete Erdgeschichte und
-dynamik erforscht und die Umgebungen unter dem Meeresboden überwacht.
Über mehrere Plattformen – eine einzigartige Funktion von IODP –
untersuchen Wissenschaftler:innen die tiefe Biosphäre und den Ozean unter
dem Meeresboden, Umweltveränderungen, Prozesse und Auswirkungen sowie
Zyklen und Dynamik der festen Erde.

Der ECORD Science Operator verfügt über große Erfahrung in der Arbeit mit
sensiblen Ökosystemen wie Korallenriffen, nachdem See-Expeditionen bereits
zum Great Barrier Reef (Australien, 2010) und nach Tahiti (2005)
durchgeführt wurden.