Die lebenden Architekturen der Korallen beherbergen eine reiche Biodiversität, aber sie hätten im Laufe der geologischen Zeit auch eine zentrale Rolle im globalen Klimagleichgewicht gespielt. Eine kürzliche Studie zeigt, dass ihre Präsenz oder ihr Verschwinden die Fähigkeit der Erde, überschüssigen atmosphärischen Kohlenstoff zu absorbieren, rhythmisiert hat. Dieser Mechanismus, der von einem internationalen Team beleuchtet wurde, erhellt die Wechselwirkungen zwischen Leben, Gesteinen und Klima auf der Ebene der Erdzeitalter.
Veröffentlicht in den
Proceedings of the National Academy of Sciences, nutzt diese Arbeit paläoklimatische und geologische Simulationen, um die Geschichte der Riffe über 250 Millionen Jahre zurückzuverfolgen. Sie zeigt, dass unser Planet zwischen zwei Funktionszuständen wechselte, die von der Vitalität der Korallenriffe in flachen Gewässern bestimmt wurden. Diese Zustände beeinflussten direkt die Rate der Kohlenstoffbindung und die Geschwindigkeit der Klimaregulierung nach großen Störungen.
Die zwei Gesichter des marinen Kohlenstoffkreislaufs
Wenn die Riffe prosperieren, sammelt sich Kalziumkarbonat in den Küstensedimenten an. Dieser Prozess bindet Kohlenstoff auf lange Sicht sehr stabil, ist aber relativ langsam und limitiert die Verfügbarkeit von Karbonat-Ionen auf offener See. Dies kann die Entwicklung von kalkbildendem Plankton im offenen Ozean einschränken, das jedoch ein Schlüsselakteur der schnellen biologischen Pumpe von Kohlenstoff in die Meerestiefen ist.
Wenn die Erde also einen plötzlichen Überschuss an atmosphärischem CO₂ absorbieren muss (beispielsweise nach einem großen Vulkanausbruch), könnte diese "von Riffen dominierte" Konfiguration die Geschwindigkeit der anfänglichen Erholung bremsen. Das Klimasystem würde dann mehrere hunderttausend Jahre brauchen, um sein Gleichgewicht wiederzufinden, da es hauptsächlich von einem langsameren Küstenbindungsprozess abhängt.
Der zweite Zustand tritt bei massiven Riffzusammenbrüchen auf, die durch tektonische Veränderungen, Meeresspiegelschwankungen oder Klimakrisen verursacht werden. Ohne diese bedeutende Küstensenke löst sich das Karbonat in der Wassersäule. Kalzium- und basische Ionen sammeln sich dann im offenen Ozean an, was dessen Alkalinität und seine Fähigkeit, Kohlenstoff zu absorbieren, erhöht.
Diese chemische Veränderung stimuliert die Produktivität von kalkbildendem Nanoplankton im offenen Ozean. Die biologische Pumpe wird reaktiviert und beschleunigt den Transfer von Kohlenstoff von der Oberfläche zu den Tiefseesedimenten. Die klimatische Erholung nach einer massiven Kohlenstoffzufuhr kann so schneller vonstattengehen und sich auf eine Zeitskala von Zehntausenden von Jahren verkürzen.
Ein tiefgreifendes biologisches und chemisches Erbe
Dieser Wechsel der Zustände beeinflusste nicht nur das Klima, sondern prägte auch die Evolution des Meereslebens und die Chemie der Ozeane. Die Phasen des Riffzusammenbruchs, indem sie den Export von Nährstoffen und Karbonaten in die Tiefsee begünstigten, schufen Bedingungen, die die Ausbreitung von Plankton förderten. Die große Ausbreitung dieser Organismen im Fossilbericht fällt genau mit Perioden zusammen, in denen die Riffe im Niedergang waren.
Die Autoren der Studie betonen, dass diese Umschwünge das globale biogeochemische Gleichgewicht verändert haben. Der Rückgang der Riffe in flachem Wasser hat direkt die Diversifizierung und Effizienz der Planktongemeinschaften auf offener See gefördert und so die Wege des Kohlenstoffkreislaufs neu gezeichnet.
Riffe erweisen sich somit als weit mehr als nur Umweltindikatoren. Sie sind eigenständige geophysikalische Akteure, die in der Lage sind, die Reaktion des Planeten auf Störungen zu beeinflussen. Ihr Zustand bestimmt, ob die Erde im "langsamen" oder "schnellen" Erholungsmodus operiert – eine wichtige Information, um vergangene Klimate zu verstehen. Diese Entdeckung unterstreicht die Notwendigkeit, sie vollständig in die Modelle zur Rekonstruktion der Klimageschichte zu integrieren.
Artikelautor: Cédric DEPOND
Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences