Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einfluss der Ozeanversauerung auf Steinkorallen simuliert

26.11.2012
Die Versauerung unserer Ozeane und ihre Folgen für die Unterwasserwelt ist ein drängendes Problem. Am ZMT haben Wissenschaftler ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem sie unterschiedliche Szenarien der Ozeanversauerung vorgeben und deren Auswirkungen auf Steinkorallen prüfen können.
Die Versauerung unserer Ozeane und ihre Folgen für die Unterwasserwelt ist ein drängendes Problem, das die Wissenschaftler weltweit beschäftigt. Ein erschreckendes Szenario sind beispielsweise Steinkorallen, die ihre Fähigkeit zur Kalkskelettbildung verlieren und nicht mehr in der Lage sind, Riffe mit all ihren Schutz- und Lebensräumen für die außergewöhnliche Artenvielfalt zu bilden. Doch wie wahrscheinlich ist eine solche Entwicklung?

Um fundierte Voraussagen machen zu können, müssen zunächst die Prozesse der Skelettbildung und ihre Reaktion auf Störfaktoren bei Korallen verstanden werden. Am Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie in Bremen haben Wissenschaftler ein mathematisches Modell entwickelt, das die Kalkbildung der Korallenpolypen auf der Zellebene detailliert nachbildet. “Mit so einem Modell kann man unterschiedliche Szenarien der Ozeanversauerung vorgeben und deren Auswirkungen auf Steinkorallen prüfen", sagt der Ökologe Sönke Hohn.

CO2 aus der Atmosphäre löst sich im Meer und bildet Kohlensäure. Die steigenden Kohlendioxidwerte führen dazu, dass das Wasser langsam versauert. Während das Oberflächenwasser der Ozeane heute einen pH-Wert von ca. 8,2 aufweist, wird es im Jahr 2100 voraussichtlich nur noch 7,8 betragen. Ein saures Milieu greift aber Kalkstrukturen an, der Kalk löst sich auf. Dass die Kalkskelettbildung vieler Tiere unter den erhöhten CO2 Werten im Meer leidet, ist mittlerweile bekannt. Bilder von "nackten" Korallenpolypen, die pH-Werten von 7,4 ausgesetzt worden waren, gingen in einer Studie des Magazins “Science" um die Welt. Wie ein gestörter Kalkbildungsprozess genau abläuft, war jedoch unklar. Der Antwort sind die Wissenschaftler aus Bremen nun näher gekommen.

Polypen scheiden an ihrem Fuß Kalziumionen aus, die gemeinsam mit Karbonationen zu festem Kalk auskristallisieren und dadurch Skelettstrukturen bilden. Alle Polypen einer Koralle sind über eine Gewebeschicht miteinander verbunden. Diese trennt das umgebende Meerwasser von der Flüssigkeit, in der das Kalkskelett gebildet wird. Die Wissenschaftler konnten mit ihrem mathematischen Ansatz nachweisen, dass CO2 durch die Gewebsschichten in die kalzifizierende Flüssigkeit eindringt. Trotz aktiver Regulierung ihres Stofftransportes sind Polypen nicht in der Lage, bei erhöhten Kohlendioxidwerten gegen die Diffusion anzugehen.

Das Modell bildet die sehr komplexen biochemischen Prozesse des Stoffaustausches und der Kalkbildung in vier Räumen ab: dem umgebenden Meerwasser, dem Polypengewebe, dem Magen und der kalzifizierenden Flüssigkeit unter den Polypen. Es basiert auf Daten aus verschiedenen Studien, vor allem aber von Versuchsreihen, die am ZMT stattfanden. Mit Mikrosonden waren pH-Wert und Kalziumkonzentrationen unterhalb des Polypengewebes gemessen worden.

“Doch auch sehr aufwendige Laboruntersuchungen reichen nicht aus, um den Prozess der Kalzifizierung vollständig zu verstehen" meint Agostino Merico, der den Modellierungsansatz mitentwickelte. “Indem wir alle relevanten physiologischen Prozesse simulieren, entwirrt unser Modell die komplexen Vorgänge und quantifiziert die Effekte der Ozeanversauerung auf die Organismen." So ergaben Berechnungen mit erhöhten CO2 Werten in der Atmosphäre, wie sie in 2100 im schlimmsten Falle zu erwarten sind, eine um 10% reduzierte Kalkbildung bei Steinkorallen. In einem nächsten Schritt soll auch der Einfluss der Ozeanerwärmung auf die Kalkbildung mit dem Modell untersucht werden.

Publiziert in:
Hohn, S., Merico, A. (2012) Modelling coral polyp calcification in relation to ocean acidification, Biogeosciences, 9, 4441-4454. doi: 10.5194/bg-9-4441-2012.

Weitere Informationen:

Dr. Sönke Hohn
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie
Tel: 0421 - 23800 105
Mail: soenke.hohn@zmt-bremen.de

Dr. Susanne Eickhoff | idw
Weitere Informationen:
http://www.zmt-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht „Tundra-Studie“ zeigt Auswirkungen der Klimaerwärmung in der Arktis
07.07.2015 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Endlagerung 3D: Endlagerforscher entwickeln Prototyp des ersten virtuellen Untertagelabors der Welt
06.07.2015 | Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Magnettests an Wendelstein 7-X erfolgreich abgeschlossen

Wichtiger Schritt der Betriebsvorbereitung / erstes Plasma in der Fusionsanlage rückt näher

Mit dem erfolgreich abgeschlossenen Test aller siebzig Magnetspulen ist jetzt die Funktion der technologischen Schlüsselkomponente für das Fusionsexperiment...

Im Focus: Neues Verfahren ermöglicht 3D-Auslesung von magnetischen Mustern

Eine internationale Kooperation hat es geschafft, mit Synchrotronlicht komplexe Magnetisierungsmuster in gewickelten magnetischen Schichten dreidimensional auszulesen. Dieses Verfahren könnte interessant sein, um hochempfindliche Sensoren für Magnetfelder zu entwickeln, beispielsweise für die medizinische Diagnostik. Die Ergebnisse sind in Nature Communications publiziert.

Feine Strukturen im Inneren von Materialien und biologischen Proben lassen sich heute mit Röntgentomographie gut ermitteln: Dabei werden Schicht für Schicht...

Im Focus: Lichtinduzierte magnetische Wellen in atomar maßgeschneiderten Materialien

Wissenschaftler erforschen grenzflächenüberschreitende, ultraschnelle Kontrolle von Magnetismus: Eine neue Studie zeigt auf wie die schlagartige Anregung von Gitterschwingungen in einem Kristall die magnetischen Eigenschaften einer atomar dünnen Schicht, die auf seiner Oberfläche aufliegt, verändern kann.

Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie am CFEL in Hamburg, der...

Im Focus: Light-induced Magnetic Waves in Materials Engineered at the Atomic Scale

Researchers explore ultrafast control of magnetism across interfaces: A new study discovers how the sudden excitation of lattice vibrations in a crystal can trigger a change of the magnetic properties of an atomically-thin layer that lies on its surface.

A research team, led by scientists of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter at CFEL in Hamburg, the University of Oxford, and the...

Im Focus: Windturbinen unter Brücken sind sinnvoll

Ansatz für dicht verbaute oder schützenswerte Gebiete attraktiv

Laut einem spanisch-britischen Forscherteam wäre es sinnvoll, unter großen Brücken Windturbinen zur Stromgewinnung zu verbauen. Denn Modellrechnungen am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Global Communication Association Konferenz: Drei Tage im Zeichen des digitalen Wandels

07.07.2015 | Veranstaltungen

IMTC 2015: Internationale Fachtagung im Kompetenzfeld Leichtbau

06.07.2015 | Veranstaltungen

Rheumatologen tagen in Bremen: Fortschritte in der Rheuma-Therapie und neue Impfempfehlungen

06.07.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magnettests an Wendelstein 7-X erfolgreich abgeschlossen

07.07.2015 | Energie und Elektrotechnik

Nano-Poren für bessere Radarsensoren

07.07.2015 | Energie und Elektrotechnik

Antikörper sind individuell und treu

07.07.2015 | Biowissenschaften Chemie