Wissenschaftler haben vor einer möglichen „Regimeverschiebung“ in den Ozeanen gewarnt, da das rapide Wachstum von riesigen Algenmatten offenbar auf die globale Erwärmung und den übermäßigen Nährstoffeintrag aus landwirtschaftlichen Abflüssen sowie anderen Schadstoffen zurückzuführen ist.

Schädliche Algenblüten

In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich Algenblüten im tropischen Atlantik und im westlichen Pazifik jährlich um bemerkenswerte 13,4 % ausgebreitet. Die dramatischsten Zuwächse traten nach 2008 auf, wie Forscher der University of South Florida festgestellt haben.

In einer aktuellen Studie berichten sie, dass diese Veränderung die darunter liegenden Gewässer verdunkeln könnte, was sowohl die Ökologie als auch die Geochemie der Ozeane verändern würde. Zudem könnte sie die klimatischen Veränderungen beschleunigen.

„Vor 2008 gab es außer den Sargassum-Algen im Sargassomeer keine nennenswerten Algenblüten“, erklärt Chuanmin Hu, ozeanographischer Professor am College of Marine Science der USF und Hauptautor der Studie. „Global gesehen scheinen wir eine Umstellung von einem ozeanischen System mit wenigen Makroalgen hin zu einem reichen Makroalgenmeer zu beobachten.“

Forschung zu Algen

Hu und seine Kollegen führten ihre Forschung als Antwort auf Berichte über eine Ausbreitung von Algenblüten im Atlantik und im Pazifik durch. Das bekannteste Beispiel, die Große Sargassozone, ist aus dem Weltraum sichtbar und erstreckt sich vom Golf von Mexiko bis zur Mündung des Kongo. Weitere Blüten umfassen einen Ring um die Chatham-Inseln vor Neuseeland, der diesen Monat von der NASA dokumentiert wurde, sowie die „rote Flut“, die an der Küste Floridas auftrat und vom Bundesstaat überwacht wird.

Die Wissenschaftler verwendeten künstliche Intelligenz, um 1,2 Millionen Satellitenbilder der Ozeane, die zwischen 2003 und 2022 aufgenommen wurden, zu analysieren. Ein Deep-Learning-Modell wurde eingesetzt, um Signale von treibenden Algen zu erkennen, ein Prozess, der mehrere Monate dauerte.

Das Team, das angibt, die erste globale Übersicht über schwebende Algen in den Weltmeeren zu liefern, stellte fest, dass die Algenblüten während des betrachteten Zeitraums jährlich um 13,4 % in ihrer Fläche zunahmen. Auch die Blüten von Phytoplankton nahmen zu, jedoch mit moderateren 1 % jährlich.

Eine Verschiebung in den Algenarten

„Es ist bemerkenswert, dass die meisten Zunahmen sowohl bei den treibenden Makroalgen als auch bei den schwebenden Mikroalgen in dem letzten Jahrzehnt stattfanden, in Übereinstimmung mit der beschleunigten globalen Erwärmung seit 2010“, schrieben die Autoren. Sie identifizierten Wendepunkte im Jahr 2008, 2011 und 2012 für verschiedene Algenarten in unterschiedlichen Ozeanen.

Obwohl Algen wie Sargassum in einigen Regionen florierten, zeigte das Phytoplankton keine ähnlichen Reaktionen auf die Veränderungen der Umweltbedingungen. Dies deutet darauf hin, dass ihr Wachstum möglicherweise empfindlicher auf Temperaturschwankungen und Eutrophierung reagiert.

„Falls das der Fall ist, glauben wir, dass bereits eine Regimeverschiebung in den ozeanografischen Bedingungen stattgefunden hat, die den Makroalgen zugutekommt, was tiefe Auswirkungen auf den Strahlungsdruck in der Atmosphäre und die Lichtverfügbarkeit im Ozean haben wird, sowie auf die Kohlenstoffbindung, die Biogeochemie der Ozeane und die Stabilität der oberen Ozeane“, schrieben die Forscher.