Untersuchungen zu marinen Hitzewellen beschäftigten sich bisher hauptsächlich mit der Oberflächentemperatur der Meere. In der Studie, die nun im Fachjournal „Nature Climate Change“ veröffentlicht wurde, stellte ein Forschungsteam fest, dass die höchste Hitzewellenintensität aber nicht an der Wasseroberfläche, sondern zwischen 50 und 250 Metern Tiefe zu verzeichnen ist.
Das Team um die Meeresbiologin Eliza Fragkopoulou von der Universität der Algarve wertete Temperaturdaten der Jahre 1993 bis 2019 bis in eine Tiefe von 2.000 Metern aus und kombinierte diese mit einer Analyse des Artenreichtums der Meere auf Basis von 25.000 Arten. Das Ergebnis: Marine Hitzewellen breiten sich auch weit unter der Wasseroberfläche aus und haben negative Auswirkungen auf die dort lebenden Tiere und Pflanzen – vom Massensterben in Bodennähe lebender Organismen über Korallenbleichen bis hin zum Rückgang der Fischmengen.
Stress für Ökosysteme bis zu 250 Meter Tiefe
Marine Hitzewellen sind Phasen ungewöhnlich hoher Wassertemperaturen im Vergleich zum langjährigen Mittel. Die Temperaturen sind dann an fünf Tagen hintereinander höher als bei 90 Prozent der Messwerte des 30-jährigen Vergleichszeitraums. Die hohen Temperaturen können Wochen bis Monate andauern und mehrere Millionen Quadratkilometer eines Meeres betreffen. Durch die Klimaerwärmung werden diese Ereignisse häufiger und intensiver.
Für die aktuelle Studie stützte sich das portugiesische Forschungsteam auf Daten aus dem Copernicus-Programm: die Global Ocean Physics Reanalysis. Es zeigt sich, dass die höchste Hitzewellenintensität nicht an der Wasseroberfläche zu finden war: Im Bereich zwischen 50 bis 250 Metern Tiefe sind die Hitzewellen intensiver und länger als an der Oberfläche. Mit zunehmender Tiefe nimmt die Intensität dann ab.
Die biologische Vielfalt sieht das Forschungsteam in den oberen 250 Metern am stärksten durch Hitzestress gefährdet. Als Hochrisikoregionen ermittelten die Studienautorinnen und -autoren große Teile des Indischen Ozeans und des Nordatlantiks. In diesen Regionen überschneidet sich eine hohe Intensität der Hitzewellen mit einer hohen Empfindlichkeit der Arten gegenüber Wärmestress.
Die Autorinnen und Autoren weisen darauf hin, dass die Häufigkeit dieser Ereignisse im Zuge der Erderwärmung voraussichtlich zunehmen wird und weitere Forschung nötig sind, um zu untersuchen, wie sie sich auf die Ökosysteme unter der Meeresoberfläche auswirken werden.
Auswirkungen auf Artenvielfalt und Ernährungssicherheit
Es sei nach wie vor „eine Herausforderung“ Wissen für die tiefsten Teile des Ozeans zu erlangen, die aktuelle Studie zeige „bisher unbekannte Auswirkungen der globalen Erwärmung auf“, kommentiert Sonia Bejarano vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen, Deutschland, die aktuelle Untersuchung. Die Forschungsergebnisse sprechen zudem gegen die bisher verbreitete Annahme, dass Arten tiefer tauchen können, um einen sichereren und kühleren Lebensraum zu finden.
„Wir wissen jetzt, dass Hitzewellen tiefer reichen, als wir dachten, und Gebiete betreffen, in denen enorme Anteile der marinen Artenvielfalt leben und die für die weltweite Fischerei sehr wichtig sind“, so Bejarano. Die Ergebnisse seien auch im Hinblick auf die Ernährungssicherheit alarmierend.