Mehr als tausend Jahre bewegte sich das Great Barrier Reef sehr langsam abhängig vom Meeresspiegel. Das Great Barrier Reef überlebte fünf todbringende Ereignisse während der letzten 30 000 Jahre, könnte aber laut einer neuen Studie nicht genügend Widerstandskraft gegen die aktuellen Klimaveränderungen besitzen.
Ein Team von Wissenschaftlern entnahm dem Rand des kontinentalen Sockels Proben fossiler Korallen und rekonstruierte daraus, wie sich das Riff während der letzten 30 000 Jahre veränderte und entwickelte
In der Zeitschrift Nature Geoscience von heute berichten sie davon, dass das Riff sich meerwärts und landwärts bewegte, je nachdem, wie der Meeresspiegel mit dem Wechsel der Eiszeiten stieg und fiel.
Während dieser Veränderungen war das Riff tödlichen Gefahren ausgesetzt, aber es überlebte das Auf und Nieder durch Verschiebung und Wachstum in anderen Tiefenbereichen. Heutzutage jedoch könnte das Great Barrier Reef mit dem rascher wechselnden Klima nicht Schritt halten.
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Die Eiszeit hinterließ entblößte Riffe
Korallenriffe mögen wie stabile, unbewegliche Systeme aussehen, aber sie können sich umherbewegen, wenn sich die Bedingungen ändern (wenn auch langsam).
Während der Eiszeiten fallen die Meeresspiegel allmählich. Wenn die Küstenlinie zurückgeht, tun dies auch die Riffe, sagt Jody Webster, Geowissenschaftler der Universität von Sydney.
„Als der Meeresspiegel während der letzten Eiszeit fiel, legte dies das Riff an einigen Stellen frei und tötete es“, so Dr. Webster.
„Was zuvor unter Wasser war, wurde Land, die Küstenlinie wanderte nach Osten und ein neues Riff fing an zu wachsen“.
Dr. Webster und seine Kollegen stellten fest, dass das Riff in den vergangenen 30 000 Jahren zwei solcher todbringenden Ereignisse ausgesetzt war.
Eines fand vor 30 000 Jahren statt, ein anderes 8.000 Jahre später, direkt vor dem Höhepunkt der letzten Eiszeit, die maximale Ausdehnung des Eises und niedrigsten Meeresspiegel weltweit bedeutete.
Beim Great Barrier Reef war der absolute Niedrigstand des Meeresspiegels vor ungefähr 21 000 Jahren – 118 Meter unter dem gegenwärtigen Meeresspiegel. Während der Freilegung durch fallende Meeresspiegel wanderte das Riff um bis zu einen Kilometer seewärts, um unter Wasser zu bleiben.
Flachwasserkorallen haben sich angepasst, um kurze Perioden zu überleben, die sie außerhalb des Wassers sind, z. B. während der Ebbe, aber langes Ausgesetztsein an der Luft wird die Korallen töten. – Quelle: Flikr: M Sundstrom (CC BY-SA 2.0)
Ertrunkene Riffe
Eine andere Art des Korallensterbens erfolgt durch den Anstieg des Meeresspiegels. Dies geschah vor etwa 17 000 und vor 13 000 Jahren, als der Eisschild zu schmelzen begann – eine Zeit, die auch „Entgletscherung“ (Deglaziation) genannt wird.
„Der Meeresspiegel stieg rasch über den Schelf und innerhalb weniger Momente führte der Anstieg des Wassers und der verstärkte Strom von Sedimenten zum Verfall des Riffs“, so Dr. Webster.
Die Forscher schauten sich in den Fossilkernen verschiedene Korallen und Algen an und stellten fest, dass es zu einer Verlangsamung des Korallenwachstums gekommen war.
„Wir konnten diese Verlangsamung sehen bis zu dem Punkt, an dem die Korallengemeinschaft sich vollkommen von einer Flachwasserform zu einer Tiefwasserform veränderte“, erläutert Dr. Webster.
Das neueste todbringende Ereignis fand vor circa 10 000 Jahren statt und es machte Platz für das, was Wissenschaftler das „Holocene Reef“ [Holozän-Riff] nennen – das moderne Great Barrier Reef.
Nicht nur der angestiegene Meeresspiegel, sondern auch der mögliche Einfluss von Sedimenten durch das Land führten zum Niedergang dieses Riffs, sagt Dr. Webster.
„Einst war dort eine von Flüssen durchzogene Ebene mit Gras, Bäumen und vielleicht auch Mangroven – dann floss sie über und riss möglicherweise große Mengen an Sedimenten mit sich“, sagt er.
Die Dichte der zylindrischen fossilen Riffkerne werden getestet, bevor man ihr Alter mit der Carbon-Methode ermittelt Quelle: (Supplied: ECORD/IODP)
Tara Clark, Meeres-Paläontologin der der Universität Wollongong, die nicht an der Studie beteiligt war, sagt dazu, sie zeige deutlich und umfassend, wie sich das Riff über die Jahrtausende entwickelte – nicht nur, wie es auf Veränderungen des Meeresspiegels reagierte, sondern auch auf die relevanten Umweltveränderungen.
„Das Anschauen von Wasserqualität, Veränderungen der Korallenkolonie und Wachstumsraten ermöglicht es zu zeigen, wie sich diese Riffe über die Zeit verändert haben“, sagt sie.
„Diese Beschreibung ist wirklich wesentlich, gerade jetzt, zu einer Zeit, da all die Veränderungen der Umwelt und der Landnutzung in der Nähe des Riffs geschehen“.
Die Vergangenheit erforschen, um die Gegenwart zu verstehen
Diese Studie fügt als erste zusammen, was mit dem Great Barrier Reef während der Zeiten niedrigen Meeresspiegels während der letzten 30 000 Jahre geschah, so Dr. Webster.
Er und sein Team kartierten den Meeresgrund des kontinentalen Schelfs per Sonar. Dabei sahen sie Grate und solche Strukturen im Meeresgrund, von denen sie dachten, dass sie zu einem ertrunkenen Riffsystems gehören. „Wir fuhren mit dem Bohrschiff zum Rand des kontinentalen Schelfs beim modernen Riff und entnahmen dort eine ganze Reihe von Bohrkernen, die dokumentieren, wo das Riff einst gewachsen war“, sagt er.
Diese gesammelten fossilen Riff-Bohrkerne untersuchten sie auf Organismen, um ein „Bild davon zu bekommen, wie die Umwelt aussah, während dieses Korallenriff wuchs“, so Dr. Webster. „War es ein Flachwasser- oder ein Tiefwasser-Riff? War es ein geschütztes Riff?“
Die Korallen und die Algen in den Kernen wurden karbon-datiert und ihre chemische Zusammensetzung ermöglichte es dem Team, die Temperatur des Meeresbodens und die Wassertiefe zu ermitteln, während derer sie lebendig waren.
Die Korallenarten in den Fossilien können den Wissenschaftlern Aufschluss darüber geben, in welcher Art von Riff sie einst lebten. Quelle: ECORD/IODP
Widerstandskraft des Riffs nicht für immer
Dr Webster zufolge ist das Verständnis der Überlebensschwelle des Riffs über die letzten 30 000 Jahre entscheidend ist für die Vorhersage der Gesundheit des Riffs und seinen Schutz.
„Es gibt viele Nachweise darüber, dass seit der Besiedelung durch Europäer der Zufluss von Sedimenten und Nährstoffen in die Lagune des Great Barrier Reef massiv zugenommen hat – ein fortwährender Anlass zur Sorge“, so Dr. Webster.
Dr. Clark hofft, dass große Basisstudien, die riesige räumliche und zeitliche Spannen umfassen wie die von Dr. Webster, die Behandlung von Riffs verbessern werden.
„Die Tatsache, dass sie einen Rückgang der Korallen zeigen, nicht nur wegen Veränderungen des Meeresspiegels, sondern auch wegen schlechter Wasserqualität, könnte den Managern des Riffs einen Hinweis darauf geben, auf was ihre Verbesserungsmaßnahmen abzielen sollten“, so Dr. Clark. Zwar hatte das Great Barrier Reef bemerkenswerte Widerstandskraft als Ökosystem gegen schwankende Meeresspiegel und Temperaturen der Meeresoberfläche gezeigt, jedoch sind die Veränderungen, denen das Riff gegenwärtig ausgesetzt ist, extremer und schneller, warnt Dr. Webster.
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Warum Landerschließung schlecht für das Riff ist
Vor Landerschließung, wie in Cape Yorks Kingvale Station in diesem Monat zugelassen, warnen Kritiker, da sie die Sedimentbelasung des Great Barrier Reef noch weiter erhöhen würden.
Dr. Clark hält die vergangene Resilienz des Riffs nicht für ein Zeichen dafür, dass es sich auch von den gegenwärtigen Schwierigkeiten erholen wird.
„[…] Das Problem sind die zunehmenden Korallenbleichen, […] und das ist schon etwas besorgniserregend“, sagt sie.
Titelfoto: Queensland Museum – Gary Cranitch
Why is land clearing bad news for the Great Barrier Reef?
.abc.net.au By Joanna Khan May 29, 2018
The Great Barrier Reef survived five „death events“ over the past 30,000 years, but might not be resilient enough to bounce back from current climate pressures, according to a new study.
By drilling into and extracting fossilised coral at the edge of the continental shelf, a team of scientists reconstructed how the reef shifted and evolved over the past 30,000 years.
In the journal Nature Geoscience today, they report that the reef migrated out to sea and landward again as sea levels rose and fell with changes in glaciation.
During these swings, the reef faced death events, but survived the ups and downs by shifting and growing at different depths.
Today, though, with a faster changing climate, the Great Barrier Reef simply might not be able to keep up.
Key points:
- – The Great Barrier Reef migrated seawards and landwards depending on sea levels over the past 30 millennia
- – Fossil cores drilled from the edge of the continental shelf suggested reef faced four „death events“ from sea level changes, and a fifth due to increased sediment from rising seas flooding the land
- – Researchers warn modern reef is unlikely to bounce back from current pressures despite being resilient in the past
Ice age left reefs exposed
Coral reefs might seem like stable, immobile systems, but they can shuffle around when conditions change (albeit slowly).
During ice ages, sea levels gradually fall. As the shoreline recedes, the reef follows suit, according to study co-author Jody Webster, a geoscientist at the University of Sydney.
„As the sea level fell in the last ice age, that exposed and killed the reef in some locations,“ Dr Webster said.
„What was underwater became the land, the shoreline migrated to the east, and a new reef started growing.“
Dr Webster and his colleagues found the reef faced two of these exposure death events in the past 30,000 years.
One struck 30,000 years ago, and another 8,000 years later, right before the last glacial maximum, which is marked by the maximum extent of ice and the lowest sea level around the world.
On the Great Barrier Reef, the sea level was at its lowest about 21,000 years ago — 118 metres below the present sea level.
During exposure from falling sea levels, the reef migrated up to 1 kilometre seaward to stay underwater.
Drowned reefs
The other type of reef death event is caused by sea level rise. This occurred around 17,000 and 13,000 years ago as the world’s ice sheets started to melt — a period known as the „deglaciation“.
„The sea level started rising rapidly back across the shelf, and in a couple of instances the combination of sea level rise and we think increased sediment flux actually led to the decline of the reef,“ Dr Webster said.
By looking at the different corals and algae in the fossil cores, the researchers worked out that there had been a decline in reef growth rates.
„We could see the growth slowed to the point where the [coral] community changed and switched completely from shallow water fast-growing forms to now deeper water forms,“ Dr Webster said.
The most recent death event took place around 10,000 years ago and made way for what scientists call the „Holocene reef“ — the modern Great Barrier Reef.
It wasn’t just the sea level rise, but the potential influx of sediments from the land as the shelf flooded that led to the demise of this reef, Dr Webster said.
„It was once a fluvial plain — with grass and trees and rivers and probably mangroves — then started to flood, potentially mobilising massive amounts of sediment,“ he said
University of Wollongong marine palaeoecologist Tara Clark was not involved in the study, but said that it was a significant and comprehensive look at how the reef developed over millennia — not only how the reef responded to changes in sea level, but also to the associated environmental changes.
„Looking at water quality, coral community changes and growth rates is an added benefit to show how these reefs have changed through time,“ she said.
„It’s one of the first descriptions of this, which is crucial at this point in time with all the environmental changes and changes in land use that are taking place at the moment around the Great Barrier Reef.“
Going deep into the past to understand the present
This study is the first to piece together what happened to the Great Barrier Reef during times of low sea level over the past 30,000 years, Dr Webster said.
By sonar mapping the seabed at the edge of the continental shelf, he and his team saw ridges and structures along the sea floor which they thought could be the remnants of drowned reef systems.
„We took the drill ship out to the edge of the continental shelf in front of the modern reef, and then drilled a whole series of cores through the seabed beneath which is the record of where the reef once grew,“ he said.
Once they collected fossil reef cores, the team scrutinised them for organisms to „paint a picture of what the environment was like when the coral reef was growing“, Dr Webster said.
„Was it a shallow or a deep reef? Was it a sheltered reef?“
The coral and algae embedded in the cores were carbon-dated, and their chemical signatures let the team reconstruct the sea surface temperature and the water depth at the time they were alive.
Reef resilience not forever
Dr Webster said that understanding the reef’s survival threshold over the past 30,000 years is important for predicting and protecting the reef’s health down the track.
„There’s strong evidence that since European colonisation there has been a massive increase in sediment and nutrient flux to the Great Barrier Reef lagoon, so that is an ongoing issue of concern,“ he said.
Dr Clark hopes that large baseline studies spanning huge spatial and time scales, like Dr Webster’s research, will lead to improvements in reef management.
„The fact that they’ve shown a decline in coral, not only attributable to changes in sea level but also to poor water quality, could hopefully give management an idea of where they should target improvements,“ Dr Clark said.
While the Great Barrier Reef has shown remarkable resilience to respond as an ecosystem to sea level changes and sea surface temperature rise, the changes the reef is currently facing are more extreme and faster than ever before, Dr Webster warned.
„From the last ice age to about 10,000 years ago, the temperature rose a couple of degrees over tens of thousands of years, and if we compare that with the sorts of rates we see now, the rate of temperature rise is much faster now,“ he said.
„It’s a depressing state of affairs.“
Why land clearing is bad news for the reef
Dr Clark agrees that the past ability of the reef to bounce back cannot be taken as a sign it will recover from its current woes.
„The reefs may have been resilient in the past, but going into the future with the number of bleaching events we’ve had and the land-use change that’s going on,“ she said.
„It’s a bit worrying, I think.“
Netzfrau Ursula Rissmann-Telle
Protestmail gegen Todesstoß! Great Barrier Reef – Weltnaturerbe als Müllkippe
