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Patient Ostsee: Wie geht es dem Binnenmeer?

Warnemünde Patient Ostsee: Wie geht es dem Binnenmeer?

Warnemünder Meeres-Chemiker sind Blaualgen auf der Spur

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Ein Fähr- als Forschungsschiff: Auf der „Finnmaid“ (Reederei Finnlines) – hier vor Travemünde – wird der CO2-Gehalt im Seewasser gemessen.

Quelle: Foto: Olaf Malzahn

Warnemünde. Forschung per Fährschiff: Die Meeres-Chemiker Dr. Bernd Schneider und Jens Müller vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde erkunden die Biogeochemie der Ostsee. Sie haben einen riesigen Datensatz ausgewertet und ein Fachbuch geschrieben. Untertitel: „Beobachtungen durch die Kohlendioxid-Brille“. OZ sprach mit den Autoren.

Kohlendioxid ist mitverantwortlich für die globale Erwärmung. Viele Meeresforscher untersuchen, wie die Ozeane CO2 speichern und so den Klimawandel abpuffern, und wie dadurch zugleich die Meere zu versauern drohen. Sie jedoch verfolgen einen ganz anderen Ansatz?

Bernd Schneider: Ja. Unser Ziel ist es, biogeochemische Prozesse im Meer zu untersuchen. Stichwort Überdüngung – eines der größten Probleme der Ostsee: Die kann zur massenhaften Bildung von Phytoplankton führen, darunter zum Beispiel zu sogenannten Blaualgenblüten. Zersetzen sich solche besonders großen Biomassemengen wieder, sorgt das für Sauerstoffarmut am Meeresgrund. Wir wollen diese Prozesse besser verstehen.

Und was hat das alles mit Kohlendioxid zu tun?

Bernd Schneider: Werden organische Moleküle in Organismen gebildet, wird CO2 aufgenommen. Umgekehrt führt die Zersetzung abgestorbener Organismen zur Freisetzung von Kohlendioxid. Die dadurch bedingten Veränderungen der CO2 -Konzentration wiederum lassen sich im Meerwasser unmittelbar messen.

Ihre Arbeit stützt sich vor allem auf einzigartige Seewasser-Messdaten, die seit 2003 auf Frachtschiffen erhoben wurden. Wie lief das ab?

Bernd Schneider: Wir haben Fährschiffe, zunächst die „Finnpartner“, später die „Finnmaid“, mit automatisierten Messvorrichtungen ausgestattet. Die „Finnmaid“ pendelt bis heute mehrfach pro Woche zwischen Lübeck und Helsinki. Unterwegs werden minütlich CO2- und Salzgehalt sowie Temperatur des Oberflächenwassers gemessen und mit den Schiffs-Koordinaten gespeichert.

In über 15 Jahren entstand so ein Datensatz mit rund zwei Millionen CO2-Werten.

Jens Müller: Diese zeitliche und räumliche Kontinuität ist schon was ganz Besonderes. Bei Reisen mit einem Forschungsschiff ist so etwas gar nicht machbar. Forschungsreisen sind viel zu kurz und zu teuer, und man verpasst viele Ereignisse. Das wäre so, als sollte man einen Wetterbericht machen, darf aber nur fünfmal pro Jahr aus dem Fenster gucken.

Und was lässt sich aus den Messreihen ableiten?

Jens Müller: Beeindruckend ist, wie deutlich der Temperaturanstieg des Oberflächenwassers verbunden ist mit wachsender Produktivität von Phytoplankton, insbesondere Cyanobakterien (Blaualgen, d. Red.). Beide haben eine gemeinsame Ursache: die Sonneneinstrahlung. Scheint die Sonne, wird die Photosynthese angekurbelt, und prompt sinkt der CO2-Gehalt im Wasser. Mit unseren CO2-Messungen erreichen wir eine fast „seismographische Empfindlichkeit“ für Algenproduktivität.

Bernd Schneider: Die aus den CO2-Daten gewonnenen Erkenntnisse sind zuverlässiger und empfindlicher als andere gängige Methoden – sowohl um kleinräumige Prozesse quantitativ abzubilden als auch um langfristige Trends frühzeitig zu erkennen. Die Kohlendioxid-Konzentrationen sind ein sehr guter Indikator dafür, was gerade biologisch in der Ostsee los ist.

Und wie geht es jetzt weiter?

Bernd Schneider: Wir hoffen, dass unsere Methode Schule macht. Im Rahmen des vom IOW koordinierten EU-Projektes „Bonus Integral“ sind mehrere Institute in Ostsee-Anrainer-Ländern schon dabei, CO2-Messungen in ihre regionalen Monitoring-Systeme zu integrieren. Eine ähnliche CO2-Messvorrichtung wie unsere wird bereits auf einem Schiff von Silja-Line zwischen Stockholm und Helsinki genutzt.

Jens Müller: Durch Satellitenbilder und automatisierte CO2-Messungen können wir uns ein Bild von der Ausbreitung von Blaualgenblüten machen. Wir sehen aber nur, was im Oberflächenwasser geschieht. Und um die kurzzeitig auftretenden Algenblüten zu erforschen, müsste man klassische Forschungsschiffe für lange Zeit auf See in Stellung bringen. Doch die sind teuer und unflexibel. Deshalb werde ich ab Mai 2018 von Gotland aus für vier Monate mit meinem Segelboot in See stechen und während der Blaualgenblüten Messungen durchführen. Und das auch in tieferen Wasserschichten.

Blaualgen

Cyanobakterien enthalten neben anderen Photosynthese-Farbstoffen blaues Phycocyanin, ihre Farbe ist deshalb blaugrün. Darum werden sie auch Blaualgen genannt. Cyanobakterien gehören zu den ältesten Lebensformen überhaupt. Sie produzieren unterschiedliche Toxine. Ausgehend von einem oft vermehrten Auftreten von Cyanobakterien bei sogenannten Algenblüten können beim Verzehr von Fischen oder Muscheln Toxine in den menschlichen Organismus gelangen und zu tödlichen Vergiftungen führen.

Interview: Thomas Luczak

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