Wien. Der Klimawandel verändert die Zusammensetzung der Organismen in den Weltmeeren. Ein US-Team hat analysiert, wie dies die Farbe des Wassers verändert. Schon in den kommenden Jahrzehnten werden blaue und grüne Meeresregionen farblich intensiver strahlen, berichten die Forscher des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Satelliten können diese Farbtöne erfassen. Die Daten würden Aufschluss über sich abzeichnende Veränderungen in marinen Ökosystemen geben, schreibt das Team im Fachmagazin "Nature Communications".

Stephanie Dutkiewicz und ihre Kollegen haben mit einem Modell das Wachstum von verschiedenen Arten von Phytoplankton simuliert. Auch die Wechselwirkung zwischen Kieselalgen, Grünalgen, Goldalgen, Dinoflagellaten und Cyanobakterien haben sie berechnet. Weiters wurde analysiert, wie Algen das Sonnenlicht absorbieren und reflektieren und welche Auswirkungen es auf die Wasserfarbe in unterschiedlichen Meeresregionen hat, wenn sich ihre Zusammensetzung verändert.

Das Modell wurde bis zum Ende des 21. Jahrhunderts durchgespielt. Wenn die Weltgemeinschaft ihre Emissionen nicht senkt oder zumindest beschränkt, wird bereits im Jahr 2100 mehr als die Hälfte der Ozeane eine andere Farbgebung aufweisen, warnen die Wissenschafter.

Effekt bei plus drei Grad bis 2100 am stärksten

Die blauen Meere der Subtropen, also der gemäßigten Zonen zwischen dem 25. Grad nörlicher und dem 40. Grad südlicher Breite, werden dann intensiver blau erscheinen als heute, da dort weniger Algen und andere Meeresorganismen leben werden. Andere Gewässer, die heute grünlich erscheinen, etwa an den Polen, könnten bei höheren Temperaturen und intensiverem Algenwachstum einen satten, tiefgrünen Ton annehmen. Vom All aus gesehen wird der Blaue Planet dann farblich intensiver strahlen. Das deute allerdings nicht auf einen gesünderen, sondern auf einen kranken Planeten hin. "Freilich wird man die Veränderungen nicht mit freiem Auge sehen. Dennoch sind sie stark genug, um die gesamte Nahrungskette des Phytoplankton zu betreffen", sagt Erstautorin Stephanie Dutkiewicz.

Die Farbe eines Ozeans ergibt sich daraus, wie die Meeresbewohner auf Sonnenlicht reagieren. Wassermoleküle schlucken nahezu das gesamte Spektrum an Lichtfarben mit Ausnahme von Blau, das sie zurückreflektieren. Somit hat das offene Meer vom All gesehen ein tiefes Blau. Meeresorganismen können hingegen andere Lichtwellenlängen absorbieren und abstrahlen, je nachdem, woraus sie bestehen.

Phytoplankton enthält Chlorophyll. Das Pigment schluckt die blauen Anteile des Sonnenlichtes, um es in Kohlenstoff für die Photosynthese zu verwandeln. Grüne Lichtwellen strahlt es zurück: Algen reflektieren somit grünes Licht und algenreiche Meeresgebiete erscheinen grün.

Satelliten registrieren die Farben der Ozeane seit den späten 1990er Jahren. Über den Chlorophyll-Anteil messen sie das Phytoplankton. Dutkiewicz zufolge kann der Chlorophyll-Anteil aber im Bezug auf den Klimawandel in die Irre führen, da er auch natürlichen Variabilitäten bei pflanzlichen Ökosystemen anzeigt. "Nicht nur Chlorophyll, sondern alles im Meer schluckt und reflektiert Sonnenlicht", betont Dutkiewicz.

In ihrem Modell konzentrierte sich die Meeresbiologin einzig auf Satellitendaten von reflektiertem Licht. Zusätzlich programmierte ihr Team eine Komponente ein, mit der sich berechnen lässt, welchen Effekt neue Pflanzen-Zusammensetzungen bei welchem Grad der Erderwärmung auf die Farbe haben. Auf die derzeit erwartete Erwärmung von plus drei Grad bis 2100 reagierte das Blau-Grün-Spektrum am stärksten.