Simulierter Tiefseebergbau stört das Nahrungsnetz am Meeresboden langfristig
Bio-News vom 09.10.2020
Tiefseebergbau könnte eine Möglichkeit bieten, dem zunehmenden Bedarf an seltenen Metallen zu begegnen. Seine Umweltauswirkungen sind vermutlich erheblich, dennoch sind sie nur wenig erforscht und es fehlt an klaren regulierenden Standards. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen beschreiben nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus den Niederlanden, Belgien, Portugal, Deutschland und Großbritannien, dass Störungen durch Tiefseebergbau langfristige Auswirkungen auf den Kohlenstofffluss und den mikrobiellen Kreislauf in Tiefseeböden haben.
Die Tiefsee ist weit weg und es ist schwer, sich ein Bild von ihr zu machen. Stellt man sie sich vor, dann meist als einen kalten und lebensfeindlichen Ort. Dennoch ist dieser ferne Lebensraum direkt mit unserem Leben verbunden, bildet er doch einen wichtigen Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs. Außerdem ist der Tiefseeboden an vielen Stellen mit metallhaltigen Knollen und Krusten bedeckt, die wirtschaftliche Interessen wecken. Es fehlt an klaren Standards, die deren Abbau regulieren und verbindliche Grenzwerte für die Auswirkungen auf die dort lebenden Organismen festlegen.
Verringerter Umsatz von Kohlenstoff
Ein internationales Team von Forschenden um Tanja Stratmann vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen und der Universität Utrecht, Niederlande, sowie Daniëlle de Jonge von der Heriot-Watt-Universität in Edinburgh, Schottland, hat nun das Nahrungsnetz des Tiefseebodens untersucht. Sie wollten herausfinden, ob und wie es sich durch Störungen, wie sie beispielsweise durch Bergbauaktivitäten verursacht werden, verändert.
Publikation:
Daniëlle S.W. de Jonge, Tanja Stratmann, Lidia Lins, Ann Vanreusel, Autun Purser, Yann Marcon, Clara F. Rodrigues, Ascensão Ravara, Patricia Esquete, Marina R. Cunha, Erik Simon-Lledó, Peter van Breugel, Andrew K. Sweetman, Karline Soetaert, Dick van Oevelen
Abyssal food-web model indicates faunal carbon flow recovery and impaired microbial loop 26 years after a sediment disturbance experiment
Progress in Oceanography, October 2020
DOI: 10.1016/j.pocean.2020.102446
Dazu reisten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in das so genannte DISCOL-Gebiet im tropischen Ostpazifik, etwa 3000 Kilometer vor der Küste Perus. Dort hatten im Jahr 1989 deutsche Forschende in einem Manganknollengebiet in 4000 Metern Wassertiefe den Meeresboden auf einer Fläche mit gut dreieinhalb Kilometern Durchmesser mit einer Egge umgepflügt, um einen Abbau zu simulieren. „Auch 26 Jahre nach dieser Störung konnten wir die Pflugspuren auf dem Meeresboden klar erkennen“, beschreibt Stratmann das Gebiet. Frühere Studien hatten gezeigt, dass sich die Häufigkeit und Dichte von Mikroorganismen dort nachhaltig verändert hatte. „Jetzt wollten wir herausfinden, was das für den Kohlenstoffkreislauf und das Nahrungsnetz dieses Lebensraums bedeutet.“
„Wir haben uns alle Teile und verschiedenen Ebenen des Ökosystems angesehen, um herauszufinden, wie sie als Team zusammenarbeiten,“ erklärte de Jonge, die das Projekt im Rahmen ihrer Masterarbeit am Königlich Niederländischen Institut für Meeresforschung (NIOZ) und an der Universität Groningen, Niederlande, durchgeführt hat. Die Forschenden berechneten die Kohlenstoffflüsse zwischen lebenden und nichtlebenden Teilen des Ökosystems und summierten sie als Maß für die „ökologische Größe“ des Systems.
Die langfristigen Folgen des Bergbau-Simulationsexperiments waren erheblich. Der gesamte Durchsatz von Kohlenstoff im Ökosystem war deutlich reduziert. „Besonders der mikrobielle Teil des Nahrungsnetzes war stark betroffen – viel stärker, als wir erwartet hatten", sagt Stratmann. „Mikroben sind für ihre hohen Wachstumsraten bekannt. Daher würde man erwarten, dass sie sich schnell erholen. Stattdessen war der mikrobielle Kohlenstoffkreislauf im so genannten „microbial loop“ um mehr als ein Drittel reduziert," so Stratmann.
Auf höhere Organismen wirkte der simulierten Tiefseebergbau ganz unterschiedlich. „Einigen Tieren schien es nichts auszumachen, andere hatten sich noch nicht ganz von der Störung erholt. Die Artenvielfalt war dadurch reduziert,“ so de Jonge. „Der Kohlenstofffluss in diesem Teil des Nahrungsnetzes war insgesamt ähnlich oder sogar höher als in ungestörtem Tiefseeboden.“
Ein veränderter Tiefseeboden könnte anfälliger für den Klimawandel sein
Der simulierte Tiefseebergbau führte dazu, dass sich die Kohlenstoffquellen der ansässigen Tiere veränderten. Gewöhnlich ernähren sich kleine Tiere von Detritus (Tier- und Pflanzenreste, die durchs Wasser herabsinken) und Bakterien im Meeresboden. In den gestörten Gebieten, in denen weniger Bakterien lebten, fraßen sie entsprechend mehr Detritus. Die möglichen Folgen davon werden ein Gegenstand von de Jonge‘s Doktorarbeit sein. „Zukünftige Klimaszenarien sagen voraus, dass die Menge und Qualität des Detritus, der den Meeresboden erreicht, sinken wird. Daher ist es angesichts des Klimawandels besonders interessant, diese Ernährungsumstellung der Tiefseetiere zu untersuchen,“ freut sie sich auf die bevorstehende Arbeit.
„Man muss auch bedenken, dass eine Störung durch echten Tiefseebergbau viel schwerer sein wird als die, die wir hier betrachten“, fügte sie hinzu. „Je nachdem, welche Technologie benutzt wird, wird sie wohl die obersten 15 Zentimeter des Sediments über eine deutlich größere Fläche entfernen. Das vervielfacht den Effekt und verlängert die Erholungszeiten erheblich.“
Diese Newsmeldung wurde mit Material des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie via Informationsdienst Wissenschaft erstellt.
