Durch die Erwärmung der Ozeane ist der Phytoplankton-Gehalt seit 1950 um 40 Prozent zurückgegangen, wie bei der oben abgebildeten Mischprobe aus einzelligen und kettenbildenden Kieselalgen. Foto von Richard Kirby
Vor zwei Wochen beugte sich eine Gruppe von Seeleuten vor der Küste Neuseelands über die Seite ihres Bootes, warf eine Vorrichtung in den Pazifik und sah zu, wie sie verschwand. Mit einer App, die sie auf ein Smartphone heruntergeladen hatten, zeichneten sie einen Messwert des Unterwassergeräts zusammen mit ihrem GPS-Standort und der Wassertemperatur auf. Innerhalb weniger Minuten waren sie die ersten Teilnehmer an einem neuen Programm des britischen Plymouth University Marine Institute, mit dem Bürgerwissenschaftler Klimatologen dabei unterstützen können, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane zu untersuchen.
Die Kiwi-Seeleute haben die Konzentration von Phytoplankton gemessen, einem Mikroorganismus, der an der Meeresoberfläche lebt. Phytoplankton, auch Mikroalgen genannt, produziert die Hälfte des Sauerstoffs in der Atemluft und ist für 50 Prozent der Photosynthese der Erde verantwortlich. Wale, Quallen, Garnelen und andere Meerestiere ernähren sich hiervon und machen es zu einem wichtigen Bestandteil der marinen Nahrungskette.
Phytoplankton benötigt eine bestimmte Wassertemperatur, um zu gedeihen (dies ist regional unterschiedlich). Ohne diese günstigen Bedingungen nimmt die Anzahl ab oder sie wandern auf der Suche nach optimalem Wasser. Da sich die oberen Schichten der Ozeane der Erde im vergangenen Jahrhundert um 0, 59 Grad Celsius erwärmt haben, sinkt die Menge an Phytoplankton weltweit jedes Jahr um ungefähr 1 Prozent, wie eine in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2010 ergab
Tatsächlich hat die Studie gezeigt, dass die Phytoplankton-Konzentrationen seit 1950 um insgesamt 40 Prozent abgenommen haben. Der Rückgang geht einher mit Korallenbleichen, Meeresspiegelanstieg, Ozeanversauerung und einer Verlangsamung der Tiefwasserzirkulation (die Wassertemperaturen und Wettermuster beeinflusst). als die bekannten Folgen des Klimawandels auf den Ozeanen.
Dieser Rückgang der Phytoplanktonpopulation ist besorgniserregend, da dieser Organismus im marinen Nahrungsnetz eine wichtige Rolle spielt. "Trotz ihrer mikroskopischen Größe sind Phytoplankton ... Vorboten des Klimawandels in aquatischen Systemen", schrieben die Autoren einer 2011 in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society veröffentlichten Studie über Phytoplankton und Klimawandel. Es hängt also davon ab, wie drastisch der Phytoplanktonspiegel weiter sinkt, um zu verstehen, wie sich andere Meerestiere im Zuge des Klimawandels verhalten.
Die Auswirkungen einer Nahrungsmittelknappheit auf große, im offenen Ozean lebende Fische wie Schwertfisch und Thunfisch, die bereits unter Überfischung leiden, könnten auch für den Menschen Probleme bereiten. "Wir drücken von beiden Seiten", sagte Paul Falkowski, Leiter des Labors für Umweltbiophysik und molekulare Ökologie der Rutgers University, gegenüber Nature . „Wir fischen die Ozeane mit Sicherheit über. Jetzt sehen wir, dass die Nahrungskette unter Druck steht. “
Trotz seiner Bedeutung haben Wissenschaftler Mühe, das Phytoplankton zu überwachen, und die Analyse aller Ozeane der Erde stellt offensichtliche logistische Hürden dar. Diese Herausforderungen wurden offensichtlich, nachdem eine kürzlich durchgeführte Studie zu dem Schluss kam, dass der Klimawandel nicht für den Rückgang des Phytoplanktonspiegels verantwortlich ist, und eine andere widerlegte, dass das Phytoplankton überhaupt verschwindet - was eine Debatte innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft auslöst. Nehmen Sie an der Plymouth-Studie teil, in der versucht wird, den Streit zu beenden und Lücken in der Phytoplanktonforschung zu schließen, indem Millionen von Seeleuten und Fischern, die die Weltmeere befahren, zur Messung des Phytoplanktonspiegels im Oberlauf des Wassers herangezogen werden.
Das Programm basiert auf der Secchi-App, einer neuen Smartphone-App, die von Wissenschaftlern aus Plymouth entwickelt wurde und nach der Secchi-Disk (PDF) benannt wurde. Mit dieser App misst der italienische Wissenschaftler Pietro Angelo Secchi seit seiner Erfindung im Jahr 1865 die Trübung des Wassers . "Es ist wohl die einfachste Ausrüstung für die Probenahme im Meer", sagte Richard Kirby, ein Planktonbiologe aus Plymouth, der das Projekt leitet, gegenüber Surprising Science.
Der Planktonbiologe Richard Kirby senkt eine Secchi-Scheibe in den britischen Plymouth Sound. Foto mit freundlicher Genehmigung von Richard Kirby
Wenn ein Wissenschaftler aus der Seefahrt bereit ist, die App zu verwenden, müssen Sie zunächst eine Secchi-Diskette erstellen (Anweisungen sind enthalten). Die kleine, weiße Scheibe aus Kunststoff, Holz oder Metall ist auf der einen Seite mit einem Maßband und auf der anderen Seite mit einem Gewicht verbunden. Sie halten das Maßband und senken die Scheibe senkrecht in das Meerwasser. Sobald es nicht mehr zu sehen ist, notieren Sie die Tiefe des Maßbands. Diese Zahl, die „Secchi-Tiefe“, spiegelt die Transparenz der Wassersäule wider, die von der Anzahl der vorhandenen Partikel beeinflusst wird. "Abseits von Flussmündungen und Gebieten, in denen die Trübung der Wassersäule durch suspendierte Sedimente beeinflusst werden kann, hängt die Secchi-Tiefe umgekehrt mit der Phytoplankton-Biomasse zusammen", sagt Kirby. Die Secchi-Tiefe sagt Wissenschaftlern auch, bis zu welcher Tiefe Licht das Leben im Wasser unterstützt.
Sie geben die Secchi-Tiefe und den GPS-Standort auf Ihrem Smartphone (hierfür ist keine Netzwerkverbindung erforderlich) in die App ein. Die Plymouth-Forscher erhalten die Daten, sobald die Netzwerkkonnektivität wiederhergestellt ist. Sie können auch Fotos hochladen und zusätzliche Details wie die (vom Boot gemessene) Wassertemperatur und Anmerkungen zu visuellen Beobachtungen eingeben, z. B. eine schaumige Oberfläche, eine Planktonblüte oder ein Schwarm fressender Seevögel.
Eine Secchi-Scheibe im britischen Plymouth Sound. Foto von Richard Kirby
Die Forscher aus Plymouth hoffen, dass die Seefahrer auf der ganzen Welt an der Forschung teilnehmen, mit der sie eine Datenbank und eine Karte der Ozeane erstellen, die sowohl die saisonalen als auch die jährlichen Veränderungen des Phytoplanktonspiegels aufzeichnen, um Wissenschaftlern bei der Untersuchung des Klimawandels und der Ozeane zu helfen. "Eine Person, die ein paar Jahre lang zweimal im Monat eine Secchi-Tiefe aufzeichnet, generiert nützliche Daten über ihr lokales Meer", sagt Kirby. "Je mehr Menschen teilnehmen, desto größer ist das Projekt und desto wichtiger und wertvoller wird es für zukünftige Generationen."
Kirby merkt an, dass Bürgerwissenschaftler seit langem wertvolle Daten zu langfristigen Umweltveränderungen zur Verfügung stellen und das Internet als große Chance betrachtet, die Bemühungen von Bürgerwissenschaftlern zu vereinen. "Wir blicken oft zurück und wünschten, wir hätten begonnen, etwas über die natürliche Welt zu überwachen", sagt er. Wenn wir nur vor zehn Jahren angefangen hätten, x zu messen. Nun, es gibt keine Zeit wie die Gegenwart, um etwas für die Zukunft zu beginnen. “
