Kalkfabrik am Meeresgrund

Senckenberg-Wissenschaftler*innen haben mit einem internationalen Team die Daten eines zehnjährigen Experiments vor der Küste Spitzbergens ausgewertet. Anhand von zwei in 46 und 127 Metern Wassertiefe versenkten Besiedlungs-Plattformen konnten die Forschenden zeigen, welche Organismen für die Kalkproduktion sowie für den Abbau der polaren Karbonate verantwortlich sind und welche Rolle diese nördlichsten „Kalkfabriken“ der Welt im globalen Karbonatkreislauf spielen. Die Studie erschien im Fachjournal „Geobiology“.

Rhodolithe sind etwa faustgroße Kugeln, über Jahrhunderte Schicht um Schicht aufgebaut aus kalkabscheidenden Rotalgen, die unter anderem rund um die norwegische Inselgruppe Spitzbergen zu finden sind. Auf und zwischen diesen Kalkknollen gibt es eine Vielzahl ökologischer Nischen – und auch das oft ausgehöhlte Innere der Rhodolithe bietet einen Lebensraum für Meeresorganismen. „Diese Besonderheit ist auf die ‚Felsenbohrer‘-Muschel Hiatella arctica zurückzuführen, die sich in die Knollen bohrt, um dort vor Fressfeinden geschützt zu sein“, erklärt Dr. Max Wisshak von Senckenberg am Meer und fährt fort: „Darüber hinaus ist aber relativ wenig über die Lebewesen bekannt, welche diese Gesteinsformationen erodieren oder zu ihrem Aufbau beitragen.“

Mit einem Team von Senckenberger*innen und Forschern aus Polen und der Schweiz hat Wisshak nun die umfangreiche Auswertung eines langjährigen Besiedlungsexperiments vor der Küste Spitzenbergens abgeschlossen. „Wir haben in Spitzbergen bei einer früheren Expedition mit Hilfe des Forschungstauchbootes JAGO des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel drei Besiedlungsexperimente bestückt mit Messgeräten, Kalk- und Kunststoffblöcken versenkt, um zu beobachten wie schnell und durch welche Organismen diese besiedelt werden. Zehn Jahre später wurden zwei dieser Plattformen bei unserer ARCA-Expedition mit dem Forschungsschiff Maria S. Merian aus 46 und 127 Metern wieder geborgen. Die dritte Experimentplattform, die ursprünglich bei 11 Metern Wassertiefe platziert war, haben wir leider verloren – vermutlich ist sie einem Wintersturm zum Opfer gefallen“, erzählt der Wilhelmshavener Meeresgeologe.

Insgesamt 56 Arten kalkbildender Organismen fand das Wissenschaftler*innen-Team in diesen nördlichsten Zentren der Karbonatproduktion – den größten Anteil machten dabei mit 36 verschiedenen Arten koloniebildende Moostierchen (Bryozoen) aus, gefolgt von 11 Arten von Kalkröhrenwürmern. „Ihre ‚Gegenspieler‘, also Arten, die den Kalk wieder abbauen, sind nicht ganz so vielfältig: Wir haben insgesamt Hinweise auf 30 solcher Bioerodierer an den beiden Stationen gefunden“, ergänzt Wisshak. Fast Zweidrittel sind den sogenannten „Mikrobohrern“ zuzurechnen, wie Cyanobakterien, Grün- und Rotalgen, Pilze oder Foraminiferen. Der größte Anteil der lokalen Bioerosion geht jedoch auf Seeigel und Käferschnecken zurück, welche die kalkigen Gerölle auf der Suche nach Nahrung abweiden und dabei auch einen Teil des Kalkes abraspeln.  

Unter Berücksichtigung aller Faktoren sind laut der Studie die Karbonatproduktion durch am Boden siedelnde Organismen und die Bioerosion vor Spitzbergen nahezu im Gleichgewicht. „Dieses Ergebnis ist auch eine Erklärung, warum wir solche polaren Karbonate nur selten fossil antreffen können – am Ende des Tages bleibt schlichtweg nur wenig Kalk übrig“.

Welche Auswirkungen der globale Klimawandel und die damit einhergehende Versauerung der Ozeane auf die polaren Karbonatfabriken hat, soll Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.

Publikation: Wisshak, M., Meyer, N., Kuklinski, P., Rüggeberg, A., & Freiwald, A. (2022). ‘Ten Years After’ – a long-term settlement and bioerosion experiment in an Arctic rhodolith bed (Mosselbukta, Svalbard). Geobiology, 20, 112– 136. https://doi.org/10.1111/gbi.12469