27. Mär. 2018

Cyanobakterienblüte vom 5. August 2005 im zentralen Bereich der Ostsee zwischen der schwedischen und der baltischen Küste.

Die Ostsee ist mit keinem anderen Meer vergleichbar. Nur durch eine schmale Öffnung ist sie mit dem Rest der Weltmeere verbunden, dafür transportieren zahlreiche Flüsse große Mengen Süßwasser in das Becken und sorgen für vornehmlich brackige Bedingungen. Mit dem Süßwasser kommt auch Dünger aus der Landwirtschaft in die See, der zusammen mit hohen Wassertemperaturen im Hochsommer zu Blüten der giftigen Cyanobakterien führt. Geochemiker der Universität Kiel haben in Bohrkernen eines IODP-Projektes nachgeforscht, ob es schon in früheren Zeiten Blüten der Einzeller gab. Auf dem Tiefbohrkolloquium der Deutschen Forschungsgemeinschaft in Bochum stellten sie ihre Ergebnisse vor.

Jedes Jahr im Hochsommer ist es irgendwo an der Ostsee wieder soweit: Wissenschaftler entdecken auf Satellitenaufnahmen ausgedehnte Teppiche von Cyanobakterien, die manchmal auch Blaualgen genannt werden, woraufhin die Behörden an einer mehr oder weniger großen Zahl von Stränden Badewarnungen oder gar -verbote aussprechen. Mitten in der schönsten Badesaison müssen sich die Urlauber mit Sonnenbaden oder Beachvolleyball begnügen, denn draußen im verführerisch glitzernden Wasser treiben giftige Einzeller. Die sommerlichen Blüten stellen auch für das Ökosystem der Ostsee ein gewaltiges Problem dar. "Sie produzieren so viel Biomasse, die dann zur Sauerstoffaufzehrung führt", sagt Thorsten Bauersachs von der Uni Kiel. Dadurch entstehen auf den Kontinentalabhängen des Meeres vorübergehend sogar Sauerstoffmangelzonen, die das Bodenleben in ernste Schwierigkeiten bringen.

Bauersachs war Mitglied des IODP-Bohrprojektes "Baltic Sea Palaeoenvironment", das 2013 zwischen dem Kleinen Belt und dem Bottnischen Meerbusen Sedimentkerne im Ostseeboden erbohrte. In den Ablagerungen suchten er und seine Kollegen von der Christian-Albrechts-Universität nach den Spuren früherer Blaualgenblüten. "Wir konnten seit Beginn der Ostsee nach der letzten Vereisung nachvollziehen, ob Cyanobakterienblüten schon in der Ostsee aufgetreten sind, bevor sich der Mensch durch den Nährstoffeintrag bemerkbar machte", erzählt Bauersachs in Bochum. Möglich machen das bestimmte Lipide aus der Zellmembran der Einzeller, die sich auch nach Jahrtausenden im Schlick erhalten und sogar ein quantitative Einschätzung der damaligen Population möglich machen.

Das singapurische Geotechnikschiff

Das singapurische Geotechnikschiff "Greatship Manisha" kam bei der Ostseeexpedition 2013 zum Einsatz.

Bild: Geoquip Marine/Island Drilling Singapore
Bergung des Bohrkerns an Deck der Greatship Manisha.

Bergung des Bohrkerns an Deck der Greatship Manisha.

Bild: ECORD/IODP/Aarno Kotilainen
Im Bremer Marum werden die Bohrkerne beprobt.

Im Bremer Marum werden die Bohrkerne beprobt.

Bild: ECORD/IODP/Albert Gerdes
Orte, an denen die IODP-Ostseeexpedition im Herbst 2013 bohrte.

Orte, an denen die IODP-Ostseeexpedition im Herbst 2013 bohrte.

Bild: ECORD/IODP
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Das singapurische Geotechnikschiff "Greatship Manisha" kam bei der Ostseeexpedition 2013 zum Einsatz.

Bild: Geoquip Marine/Island Drilling Singapore

Bergung des Bohrkerns an Deck der Greatship Manisha.

Bild: ECORD/IODP/Aarno Kotilainen

Im Bremer Marum werden die Bohrkerne beprobt.

Bild: ECORD/IODP/Albert Gerdes

Orte, an denen die IODP-Ostseeexpedition im Herbst 2013 bohrte.

Bild: ECORD/IODP

Und tatsächlich fanden Bauersachs und seine Kollegen zwei Zeiträume, in denen sich Blüten der toxischen Einzeller ereigneten, die die heutigen bei weitem in den Schatten stellen: Zur Zeit des Klimaoptimums im Holozän vor 8000 Jahren und noch einmal während der mittelalterlichen Warmphase, die mit dem Hochmittelalter im 13. Jahrhundert zuende ging. "Das Interessante ist eben, dass wir damals auch jeweils eine Zunahme in der Wassertemperatur beobachten", so Bauersachs, "dass also das Klima die Ausbreitung von Cyanobakterienblüten in der Ostsee durch erhöhte Wassertemperaturen begünstigt."

Nach den Ergebnissen der Kieler Forscher dürfen sich die Badegäste an den Ostseestränden auf eine verstärkte Belästigung durch Cyanobakterien gefasst machen, denn in den beiden zurückliegenden "Blütephasen" hat der menschliche Einfluss durch extremen Düngereintrag über die Flüsse keine Rolle gespielt. "Während dieser frühen Phasen gab es die Cyanobakterien in einem wesentlich stärkeren Maße als heute", so Bauersachs, "sodass die Bedingungen, die wir heutzutage haben, wahrscheinlich nur die ersten Stadien in der Entwicklung der Blüten darstellen." Vergleiche der Bohrkerne, die zwischen dem Kleinen Belt und der Mündung des Angermanälven-Flusses in Nordostschweden gewonnen wurden, zeigen, dass die beiden Blaualgenblütenphasen im gesamten Becken der Ostsee stattfanden, nicht nur in den flachen Randbereichen an der deutschen Küste und im zentralen Becken zwischen Gotland und Bornholm.

In der Zukunft erwartet Thorsten Bauersachs, dass der klimatische Einfluss und die Überdüngung der Ostseeanrainer zusammenwirken und wesentlich ausgedehntere Bakterienblüten hervorrufen, als sie selbst aus den beiden vorindustriellen Warmphasen bekannt sind. "Dann ist auch eine deutliche Zunahme der hypoxischen oder anoxischen Bodenwässer in der Ostsee zu erwarten", so der Kieler Geochemiker. Aus diesen sauerstoffarmen Zonen könnten sich "Todeszonen" wie etwa im Golf von Mexiko entwickeln, aus denen jegliches auf Sauerstoff angewiesene Leben verschwindet. Das könnte selbst ein sofortiger Verzicht auf sämtliche Düngereinträge in die Flüsse nicht verhindern. "Selbst wenn wir jetzt alle Bedingungen runterfahren würden, würden die Prozesse, die gerade im Gange sind, auch in den nächsten Jahren oder Jahrzehnten noch weiterlaufen", warnt Bauersachs.