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Warum ist das Tiefseewasser so geheimnisvoll und nährstoffreich?
Durch die Erforschung der Ozeane werden wir uns zunehmend der Geheimnisse bewusst, die unter der Wasseroberfläche liegen. Insbesondere erfahren wir, dass diese Wasserschichten eine entscheidende Rolle in den marinen Ökosystemen spielen, da sie enorme Mengen an Nährstoffen liefern und für Artenvielfalt sorgen. Dies ist größtenteils auf ein Meeresphänomen namens Auftrieb zurückzuführen, das durch den Wind angetrieben wird und tiefes, kühles und nährstoffreiches Wasser an die Meeresoberfläche drückt.
Beim Aufsteigen ersetzt kaltes Wasser das warme Oberflächenwasser und das nährstoffreiche kalte Wasser stimuliert das Wachstum und die Vermehrung von Primärproduzenten wie Phytoplankton.
Auftriebsgebiete weisen typischerweise niedrigere Meeresoberflächentemperaturen auf und haben eine höhere Chlorophyllkonzentration. Dieser Nährstoff wird vom Phytoplankton aufgenommen, das wiederum die Nahrungskette antreibt. Der Anstieg dieser Tiefenwassermengen erhöht nicht nur die Produktivität des gesamten Ökosystems, sondern bedeutet auch, dass ein Viertel des weltweiten Fischfangs aus fünf großen Auftriebsgebieten stammt, die lediglich 5 % des Ozeans bedecken. Es ist bemerkenswert, dass diese Auftriebe hauptsächlich durch Küstenströmungen oder Umleitungen im offenen Ozean verursacht werden und dass sie erhebliche Auswirkungen auf die weltweite Fischproduktion haben.
Mechanismen des Auftriebs
Die Bildung von Auftriebskörpern wird im Wesentlichen durch drei Antriebskräfte vorangetrieben: Wind, Coriolis-Effekt und Ekman-Transport. Wenn der Wind über dem Ozean in eine bestimmte Richtung weht, bewirkt die Bewegung des Wassers aufgrund einer Kombination aus Corioliskraft und Ekman-Transport, dass die Wasserschicht in einem 90-Grad-Winkel zur Windrichtung abweicht.
Die durch diesen Prozess verursachte Wasserbewegung bildet eine Spiralstruktur, die schließlich dazu führt, dass Tiefenwasser an die Oberfläche steigt und sich dort wieder auffüllt.
Auf der Nordhalbkugel werden die Wasserströmungen nach rechts vom Wind abgelenkt, während sie auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt werden. Solche Bewegungen führen zu einer Umleitung des Oberflächenwassers, was wiederum den Anstieg des Tiefenwassers auslöst. Das aufsteigende Wasser ist reich an Nitraten, Phosphaten und Silikaten, die durch die Zersetzung organischer Stoffe im Oberflächenwasser entstehen.
Arten des Auftriebs
Die wichtigsten Auftriebsströmungen im Ozean hängen mit der Umleitung von Wasserströmungen zusammen und können in verschiedene Typen unterteilt werden, darunter küstennahe Auftriebsströmungen, großflächige, windgetriebene Auftriebsströmungen im Binnenmeer und mit Wirbeln verbundene Auftriebsströmungen.
Küstenauftrieb
Dies ist die bekannteste Art des Auftriebs und jene, die am stärksten mit menschlichen Aktivitäten in Verbindung gebracht wird, da sie einige der produktivsten Fischgründe der Welt unterstützt. Küstenauftrieb tritt auf, wenn Winde parallel zur Küste wehen und Strömungen erzeugen, die Oberflächenwasser nach außen befördern und es durch tieferes, kälteres Wasser auffüllen.
Auftriebsgebiete können 50 % der weltweiten Produktivität der Ozeane ausmachen und ihre miteinander verbundenen Lebenszyklen machen den Wohlstand des gesamten Ökosystems besonders deutlich.
Äquatorialer und antarktischer Auftrieb
Das Aufsteigen in der Äquatorregion ist eng mit der Aktivität in der tropischen Konvergenzzone verbunden, während es sich in der Antarktis um ein großflächiges Aufsteigen handelt. Beide können Tiefenwasser effektiv an die Meeresoberfläche befördern.
Steigende Produktivität
Aufgrund der produktiven Mechanismen des Auftriebs entwickeln sich diese Gebiete häufig zu den reichsten Ökosystemen im Ozean. Auftrieb steigert nicht nur die Produktivität, sondern zieht auch Ansammlungen von Hunderten von Arten an, was die Artenvielfalt zu einem Schwerpunkt der Meeresforschung macht.
Diese Auftriebsgebiete weisen häufig ein Muster auf, das als „Taillenwabenreichtum“ bezeichnet wird. Dabei ist die Artenvielfalt am oberen und unteren Ende recht hoch, in den trophischen Schichten dazwischen jedoch sehr gering.
Diese mittlere Schicht besteht aus kleinen pelagischen Fischen, normalerweise Sardellen und Sardinen, die eine Nahrungsquelle für Raubtiere in höheren Lebensräumen darstellen und zum Energiefluss im gesamten Ökosystem beitragen.
Bedrohungen für Auftriebsökosysteme
Diese ertragreichen Auftriebsgebiete sind jedoch zahlreichen Gefahren ausgesetzt, vor allem der kommerziellen Fischerei. Überfischung kann erhebliche Auswirkungen auf ganze Ökosysteme haben, insbesondere auf kleine Fische, die als Zwischenstufe der Nahrungskette dienen.
AbschlussWenn die Anzahl dieser wichtigen Zwischenarten reduziert wird, kann das ökologische Gleichgewicht insgesamt nicht aufrechterhalten werden, was letztendlich zum Zusammenbruch des gesamten Ökosystems führen kann.
Die Tiefenwasser der Ozeane sind nicht nur geheimnisvoll, sondern auch lebenswichtig, da sie durch den Auftriebsprozess dem Ökosystem reichhaltige Nährstoffezuführen. Die Zukunft dieser Ökosysteme ist jedoch durch die zunehmende kommerzielle Fischerei und Umweltveränderungen gefährdet. Wie können wir diese wichtigen Auftriebsgebiete schützen und ihren langfristigen Erhalt sichern?
