#Der „Twilight Zone“ droht Hungersnot

Sie liegt in einer Tiefe von über 200 Metern – und doch bedroht der Klimawandel auch die ökologisch wichtige Lebenswelt der ozeanischen Dämmerungszone, berichten Forscher. Aus ihren Analysen von Sedimenten geht hervor, dass in früheren Warmzeiten der Erde diese heute üppig belebte Meeresschicht durch eine Unterversorgung mit Nährstoffen weitgehend ausgestorben war. Im Zuge der globalen Erwärmung droht der „Twilight Zone“ nun erneut ein enormer Verlust an Lebewesen, geht aus den Modellsimulationen der Wissenschaftler hervor.

Ab etwa 200 Meter wird das Licht zu schwach für die Photosynthese und damit den Aufbau von Biomasse durch marine Algen. Dennoch ist die ozeanische Dämmerungszone, die sich bis in eine Tiefe von 1000 Metern erstreckt, die Heimat vieler kleiner und großer Lebewesen. Ihre Lebensgrundlage bildet der nährstoffreiche „Schnee“ aus organischen Partikeln, der aus den produktiven Oberflächenschichten herabrieselt. Da die in der Fachsprache Mesopelagial genannte Zone etwa ein Viertel des Volumens der Ozeane umfasst, handelt es sich um einen gigantischen und damit wichtigen Lebensraum der Erde.

Ein bedeutender Lebensraum im Visier

Trotz ihrer enormen Bedeutung ist über die Dämmerungszone allerdings noch immer wenig bekannt. Dies soll sich nun jedoch ändern: Die Vereinten Nationen haben dazu das Forschungs-Projekt „Joint Exploration of the Twilight Zone Ocean Network“ ins Leben gerufen. “Die ozeanische Dämmerungszone ist aus fast jeder Perspektive schlecht verstanden. Sie beherbergt jedoch möglicherweise den größten und am wenigsten ausgebeuteten Fischbestand der Welt und recycelt etwa 80 Prozent des organischen Materials, das aus den produktiven Oberflächengewässern absinkt”, heißt es in der Beschreibung des UN-Projekts.

Der Erforschung der Dämmerungszone widmen sich auch die Forscher um Katherine Crichton von der University of Exeter. In ihrer aktuellen Studie stand dabei die Frage im Fokus, wie sich der Klimawandel auf diese vermeintlich entrückte Lebenswelt auswirken könnte. Dabei nutzten die Wissenschaftler paläontologische Informationsquellen: Für ihre Studie werteten sie Daten aus Untersuchungen von Meeressedimenten aus. „Um zu verstehen, was in Zukunft passieren könnte, haben wir einen Blick in die Vergangenheit geworfen“, sagt Crichton. Als Hinweise darauf, wie belebt die Dämmerungszone in vergangenen Perioden der Erdgeschichte war, dienten den Forschern Gehäuse von winzigen Organismen – sogenannten Foraminiferen. “Wir haben zwei Warmzeiten in der Vergangenheit der Erde untersucht, vor etwa 50 Millionen Jahren und vor 15 Millionen Jahren”, sagt Seniorautor Paul Pearson von der Cardiff University.

Futter wird schon weiter oben verbraucht

Wie die Forscher erklären, konnten sie aus dem Vorkommen bestimmter Foraminiferen-Arten, die nur in der Dämmerungszone vorkommen, auf den damaligen Zustand der gesamten Lebenswelt in dieser Meeresschicht schließen. “Wir haben dabei festgestellt, dass die Dämmerungszone nicht immer voller Leben war: In den warmen Perioden lebten dort viel weniger Organismen als heute“, sagt Pearson. Das Team führt dies darauf zurück, dass in diesen Zeiten kaum noch Nahrungspartikel ins Mesopelagial gelangten. Denn das wärmere Oberflächenwasser führte dazu, dass das organische Material schon in den oberen Wasserschichten abgebaut wurde, bevor es die Tiefenbereiche erreichen konnte. “Die heute reiche Vielfalt des Lebens in der Dämmerungszone entwickelte sich in den letzten paar Millionen Jahren, als das Ozeanwasser so weit abgekühlt war, dass es wie ein Kühlschrank wirkte, der die Nahrung länger konservierte und die Bedingungen für das Gedeihen des Lebens verbesserte”, erklärt Crichton.

Im nächsten Schritt implementierten die Forscher ihre Ergebnisse in Erdsystemmodelle, die simulierten, wie sich verschiedene Szenarien der weiteren Klimawandel-Entwicklung auf die Lebenswelt der Dämmerungszone auswirken könnten. “Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass möglicherweise bereits erhebliche Veränderungen im Gange sind”, sagt Crichton. Aus den Modellsimulationen geht hervor, dass die Erwärmung die Nahrungsversorgung in der Tiefe kritisch einschränken könnte. Bis zum Ende des Jahrhunderts könnte dies zu einem Rückgang des Lebens in der Dämmerungszone um 20 bis 40 Prozent führen. Diese Schädigung dieses für den irdischen Kohlenstoffkreislauf wichtigen Lebensraumes könnte ihrerseits mit weiteren kritischen Wechselwirkungen verbunden sein.

“Selbst eine Zukunft mit geringen Emissionen könnte erhebliche Auswirkungen haben, die jedoch weit weniger gravierend wären als Szenarien mit mittleren und hohen Emissionen“, sagt Crichton. Bei den derzeitigen Trends drohen demnach sogar katastrophale Schäden in der Dämmerungszone, warnt die Forscherin: “Wenn wir die Treibhausgasemissionen nicht rasch reduzieren, könnte es innerhalb von 150 Jahren zum Verschwinden oder Aussterben eines Großteils des Lebens in der Dämmerungszone kommen, mit Auswirkungen, die sich über Jahrtausende erstrecken“, so Crichton.

Quelle: University of Exeter, Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-023-37781-6

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