Der Meeresgrund und die Korbmuschel

13.08.2020

Hohe zeitliche „Auflösung“ von geologischen Schichten bei Sauerstoffkrisen nachgewiesen: Team unter Beteiligung von Paläontolog*innen der Universität Wien und des aktuellen Ida Pfeiffer Professors Adam Tomasovych veröffentlicht Studie in Proceedings of the Royal Society B - Biological Sciences. Demnach ermöglicht die geringere Sedimentdurchmischung bei Sauerstoffkrisen eine genauere Erforschung des Wandels von Ökosystemen - und das sowohl in der Geologie und Ökologie als auch in Bezug auf den derzeitigen Biodiversitätsverlust.

Der Meeresgrund ist ein komplexer Lebensraum und die Korbmuschel Corbula gibba ein winziger Teil davon. Für Forschungsprojekte zu früheren und aktuellen Klimakrisen und der Veränderung von Ökosystemen könnte diese Muschel jedoch künftig zentral sein, um den zeitlichen Maßstab besser einschätzen zu können: In der Nord-Adria wies ein Forschungsteam unter Beteiligung von Paläontolog*innen der Universität Wien nach, dass die Größe und Anzahl der Korbmuscheln Sauerstoffkrisen anzeigen – und sich bei Sauerstoffkrisen die zeitliche Auflösung der betroffenen Sedimentschichten drastisch erhöht.

Massenvorkommen von Corbula gibba im Zuge einer Sauerstoffkrise in der Nordadria. Typische Größe der Muschel ist 1.5-2cm. (C) Michael Stachowitsch

Korbmuschel Corbula gibba (C) Martin Zuschin

Viele und große Exemplare der Korbmuschel Corbula gibba sind ein "sehr guter" Indikator für Sauerstoffkrisen - und damit für eine geringer Durchmischung der Sedimente und für hohe zeitliche Auflösung. (C) Martin Zuschin

Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich von Adam Tomasovych, derzeit Gastprofessor im Rahmen der Ida Pfeiffer-Professur der Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie, und Paläontolog*innen der Universität Wien, darunter Martin Zuschin und Paolo Albano, im renommierten Journal Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht.

Grabende Meeresbewohner sterben aus

„Wir konnten durch intensive Schalendatierung nachweisen, dass bei Sauerstoffkrisen die Sedimente des Meeresgrundes deutlich weniger stark durchmischt werden, da grabende Meeresgrundbewohner wie einige Muscheln, Krebstiere oder Seeigelarten unter diesen Bedingungen nicht überleben“, erklärt Martin Zuschin, der Leiter des Instituts für Paläontologie. Unter normalen Bedingungen vermischen die grabenden Organismen den Meeresboden so stark, dass sich 500 bis 2000 Jahre alte Sedimente und Schalen nebeneinander finden. Fällt dies weg, steige die zeitliche Auflösung, so Zuschin: „Wir können somit in diesen Zeiten auf das Level von Jahrzehnten gehen, statt wie bisher von Jahrhunderten bis Jahrtausenden.“

Die Ergebnisse sind nicht nur für die geologische oder paläontologische Forschung interessant, sondern auch für aktuelle Untersuchungen des derzeitigen Ökosystemwandels. Dieser könne nun ebenfalls mithilfe von geologischen Methoden erforscht werden, bei denen u.a. mit Bohrkernen und den so genannten Van Veen-Greifern tiefere Sedimentschichten und die Oberfläche des Meeresgrundes beprobt werden.

Korbmuschel als Indikator

Doch wie erkennt man in einer Bohrprobe, ob die in Frage kommenden Schichten während einer Sauerstoffkrise abgelagert wurden? – Hier komme wieder die Korbmuschel Corbula Gibba ins Spiel: „Diese Muschel ist an sauerstoffarme Umgebungen bestens angepasst, da sie ihren Metabolismus umstellen kann: Während andere Arten aufgeben und absterben, kann sie bei Sauerstoffkrisen populationsmäßig geradezu explodieren“, erklärt Adam Tomasovych, der derzeit am Institut für Paläontologie forscht. Auch die Größe der Korbmuscheln nehme bei Sauerstoffkrisen zu, wie das Projektteam zeigen konnte: „Viele und große Exemplare der Corbula Gibba sind somit ein sehr guter Indikator“, erklärt Tomasovych.

Vom Po-Becken zum Wiener Becken

Wie lange die Zeiträume liegen, die mit einem Bohrkern erfasst werden, unterscheidet sich stark: „An manchen Stellen der Nordadria erfasst man mit 1,5 Metern das ganze Holozän, also etwa 10.000 Jahre“, so Zuschin; an Stellen mit starken Sedimentablagerungen hingegen nur 100 bis 500 Jahre. „Im Bereich der Po-Mündung haben wir Sedimentationsraten von rund zwei Zentimeter pro Jahr und durch starke Verschmutzung, Überdüngung, Überfischung und nun auch die Erwärmung relativ häufige Sauerstoffkrisen“, so Zuschin. Ebenso wäre die Ostsee ein interessantes Untersuchungsgebiet. „Doch auch im Wiener Becken lagern fossile Korbmuscheln in Unmengen – und hier können wir anhand dieser neuen Methode nun vergangene Ökosystemkrisen besser nachzeichnen“, so Zuschin. So könne man beispielsweise untersuchen, ob Veränderungen graduell oder abrupt erfolgt sind.

An der Kippe zur Katastrophe

Was graduell oder abrupt ist, sei aber immer auch eine Frage des Maßstabes: „Aus der menschlichen Perspektive ist schnell einmal was längerfristig“, erklärt der Paläontologe, geologisch betrachtet sei aber auch das Massenaussterben am Ende des Perms abrupt – mit einer Dauer von 150.000 bis 200.000 Jahren. Im damaligen Massenaussterben sind 96 Prozent der damaligen Tierwelt ausgestorben, „umgelegt auf die heutige Situation müssten wir uns also nicht nur um besonders empfindliche Spezies wie Eisbären oder Korallen Gedanken machen, sondern um Ratten und Tauben. So weit sind wir noch nicht, doch wir stehen an der Kippe zur Katastrophe“, warnt der Meeres-Experte.

Adam Tomašových ist Paläobiologe am Earth Science Institute der Slowakischen Akademie der Wissenschaften. Im Sommersemester 2020 war er als Ida Pfeiffer Professor an der Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie der Universität Wien tätig.

Ida Pfeiffer Professur der Fakultät

Earth Science Institute SAS

Der Paläonotologe und Riff-Experte Martin Zuschin ist Leiter des Instituts für Paläontologie der Universität Wien.

Institut für Paläontologie

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