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Astronomie|Physik Erde|Umwelt

Plankton mischt die Ozeane auf

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Mastigias Qualle im Jellyfish Lake auf der Insel Palau. Foto: K.Katija/J.Dabiri
Kleine Meerestiere tragen im selben Maße zur Durchmischung der Weltmeere bei wie Winde oder Gezeiten, haben amerikanische Forscher herausgefunden: Durch ihre Bewegungen erzeugen die Tiere eine Art Unterdruck und ziehen das Wasser hinter sich her. Besonders durch ihre riesige Anzahl bringen kleine Meeresorganismen wie Krebse dann ganze Wassermaßen in Bewegung, berichten Kakani Katija und John Dabiri vom California Institute of Technology. Die Grundlage eines solchen Mechanismus beschrieb Darwins Urenkel Charles Darwin erstmals bereits vor über 50 Jahren.

Ozeane unterliegen einer ständigen Durchmischung, die dazu führt, dass sich Wärme, Nährstoffe und Gase gleichmäßig in den riesigen Wassermassen verteilen. Ozeanographen haben aber bisher die Idee verworfen, dass Tiere einen wesentlichen Einfluss auf die Durchmischung der Ozeane haben könnten. Durch die Viskosität des Wassers würden alle Wellenbewegungen, die von kleinen Planktonorganismen erzeugt werden, sofort abgedämpft, so die Annahme. Den Anstoß, den Einfluss von Tieren doch genauer zu untersuchen, gab jetzt schließlich die Idee von Darwins Urenkel. In einem Vorgang, den die Forscher „Darwinsche Vermischung“ nennen, ziehen Meeresorganismen demnach Wassermassen regelrecht hinter sich her und bringen auf ihrem Weg an die Oberfläche kalte Wasserschichten aus der Tiefe nach oben.

Nicht die Größe der Wellenbewegungen, die die Tiere erzeugen, sondern allein deren Form scheint für die Durchmischung eine Rolle zu spielen, berichten die Forscher. Mit mathematischen Modellen konnten sie diesen Effekt dann auch simulieren. Zusätzlich scheint die Viskosität des Wassers den Mechanismus sogar zu verstärken und nicht wie angenommen zu verringern, zeigen die Berechnungen. Um einen experimentellen Beweis für ihre Theorie zu erhalten, untersuchten die Wissenschaftler den Effekt schließlich in einem Salzwassersee auf der pazifischen Insel Palau. Sie spritzen dabei mit einer Pipette einen Farbstoff direkt vor Quallen, die in großer Zahl in diesem See leben, und beobachteten, wie die Bewegung der Qualle die Verteilung des Farbstoffs beeinflusste. Tatsächlich zogen die Quallen den Farbstoff während mehrerer Schwimmzyklen hinter sich her, berichten die Wissenschaftler.

Die Daten der Forscher beruhen bisher zwar lediglich auf Messungen einzelner Organismen. Deren Effekt auf die gesamte Durchmischung der Meere kann daher aktuell bloß geschätzt werden. Im Ozean könnten die unzähligen kleinen Effekte jedoch miteinander wechselwirken und das Ausmaß der Kräfte, die das Wasser nach oben ziehen, noch vergrößern, zeigten weitere Berechnungen. Der nächste Schritt sei, diesen Effekt in Computermodellen, die die Ozeanströmungen simulieren, einzubauen, sagen die Wissenschaftler.

Kakani Katija und John Dabiri (California Institute of Technology): Nature, doi:10.1038/nature08207 ddp/wissenschaft.de ? Stefanie Strauch
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