Hawaiianische Korallen und künftiger Hitzestress: Anpassung könnte möglich sein

Seit das erste grosse Korallenbleichen die Gewässer Hawaiis 1996 traf, stehen die Korallenriffe im gesamten Archipel unter immer stärkerem Hitzestress – und Bleiche-Ereignisse treten zunehmend häufiger auf.

In den Jahrzehnten danach hat sich dieser Trend nicht abgeschwächt, sondern weiter beschleunigt.

Neue Forschungsergebnisse bringen in diesem Muster eine seltene, ermutigende Nachricht: Hawaiische Korallen könnten tatsächlich die Chance haben, sich an künftigen Hitzestress anzupassen – selbst in einem Klimaszenario mit hohen Emissionen.

Geleitet wurde die Studie von Ozeanografinnen und Ozeanografen der University of Hawaiʻi at Mānoa.

Das Team nutzte hochauflösende Modellierungen, die kleinräumige ozeanische Prozesse abbilden können, um den Hitzestress auf hawaiischen Korallenriffen für den Rest des 21. Jahrhunderts zu prognostizieren.

Anschliessend stellten die Forschenden diese Projektionen bisherigen Abschätzungen gegenüber, wie schnell Korallen sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen können.

Beispielloser Stress, aber auch Hoffnung

Die Erstautorin Kate Feloy führte die Arbeiten im Rahmen ihrer Promotion am Department of Oceanography der UH Mānoa durch.

„Unsere Forschung zeigt, dass hawaiische Korallen in den kommenden Jahrzehnten einem beispiellosen, vom Menschen verursachten Hitzestress ausgesetzt sein könnten“, sagte Feloy.

„Gleichzeitig liefern unsere Ergebnisse aber auch überraschende Hoffnung, dass hawaiische Korallen sich an steigende Temperaturen anpassen könnten.“

Gerade diese Verbindung – eine reale Gefahr bei zugleich realer Möglichkeit – unterscheidet die Studie von vielen bisherigen Arbeiten zu Korallen.

Anstatt vor allem Rückgänge zu dokumentieren, rückt sie die Frage in den Vordergrund, ob Korallen schnell genug reagieren können, um mit einem sich erwärmenden Ozean Schritt zu halten.

Künftiger Hitzestress rund um Hawaii

Für ihre Analysen stützten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf hochauflösende Ozeansimulationen, die unter drei unterschiedlichen Emissionsszenarien gerechnet wurden.

Im Gegensatz zu gröber aufgelösten Klimamodellen, die Bedingungen über sehr grosse Meeresflächen mitteln, berücksichtigt dieser Ansatz kleinräumige Prozesse im Ozean.

So werden räumliche Muster der lokalen Erwärmung sichtbar, die in breiteren, regionalen Modellen häufig vollständig „glattgebügelt“ werden.

Damit wurde erstmals eine derart hochauflösende Klimaprojektion gezielt eingesetzt, um den zukünftigen Hitzestress in den Gewässern rund um die Hawaiischen Inseln zu bewerten.

Die Ergebnisse liefern dadurch ein deutlich stärker lokalisiertes Bild, als es frühere Studien bieten konnten.

Nicht jede Insel blickt in dieselbe Zukunft

Korallenriffe haben in Hawaii einen hohen kulturellen und wirtschaftlichen Wert: Für Inselgemeinschaften sind sie eine wichtige Nahrungsquelle und zugleich ein natürlicher Schutz der Küsten.

Um lokale Managementstrategien frühzeitig vorbereiten zu können, ist es entscheidend zu wissen, wie sich die Temperaturen an den Riffen in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich verändern.

Die Studie begnügt sich daher nicht mit einer Projektion für die Region als Ganzes, sondern arbeitet Unterschiede innerhalb und zwischen den einzelnen Inseln heraus.

Die Auswertungen zeigen, dass sich küstennahe Standorte in Hawaii nicht überall gleich schnell erwärmen – ein Detail, das in grossräumigen, regionalen Projektionen komplett verloren geht.

Insbesondere für Riffe rund um die Insel Hawaiʻi wird im Vergleich zu den anderen Hawaiischen Inseln ein höherer Hitzestress erwartet.

„Die Unterschiede in der Erwärmung werden durch komplexe Ozeandynamiken auf kleinen räumlichen Skalen in den Gewässern um Hawaii verursacht“, erklärte Feloy.

„Diese Dynamiken verändern die räumlichen Muster der vom Menschen verursachten küstennahen Erwärmung. Aufgrund der räumlichen Unterschiede im prognostizierten Hitzestress variiert rund um die Inseln die Geschwindigkeit, mit der Korallen sich anpassen müssen, um mit den steigenden Temperaturen Schritt zu halten.“

Temperatur ist nicht der einzige Stressfaktor

„Unsere Studie liefert wichtige räumliche Informationen, die für das lokale Meeresmanagement nützlich sein können“, sagte Feloy.

„Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass diese Studie ausschliesslich die Temperatur untersucht und dass es viele weitere Stressoren gibt, die hawaiische Korallen ebenfalls beeinflussen.“

Vom Menschen verursachter Klimawandel erhöht die Wassertemperaturen nicht nur isoliert.

Er erzeugt zugleich überlagernde Belastungen – darunter Phasen extrem hoher Temperaturen, die mit steigender Versauerung und sinkenden Sauerstoffkonzentrationen im umgebenden Wasser zusammenfallen.

Solche Bedingungen können sich gegenseitig verstärken, was eine Untersuchung einzelner Stressoren nur begrenzt abbilden kann.

Das Forschungsteam untersucht daher bereits aktiv, wie sich diese kombinierten Stressoren künftig gemeinsam entwickeln und wie ihre Gesamtwirkung das weitere Meeresökosystem prägen könnte – nicht nur die Korallenriffe im engeren Sinn.

Lernen, die Hitze zu überstehen

Andere Studien zeigen, dass Korallen, die von Natur aus schwankenden Temperaturen ausgesetzt sind, häufig eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitzestress entwickeln.

Es wirkt fast wie eine Art Training, das sie besser auf extreme Bedingungen vorbereitet, wenn diese später eintreten.

Aufbauend auf diesem Gedanken prüfen Feloy und ihre Kolleginnen und Kollegen derzeit, wie Gezeitenmuster zur natürlichen Temperaturvariabilität in der Umgebung hawaiischer Korallen beitragen.

Das könnte helfen zu verstehen, welche Riffe bereits einen eingebauten Vorteil bei der Anpassung an den wärmer werdenden Ozean besitzen – und welche stärker auf direkte Eingriffe angewiesen sein könnten, um zu überleben.