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Nr. 95, 07.07.2018  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE  Feedback 

Algen als Klimaindikator

Wie ein dichter Teppich schwimmen sie im Sommer auf der Ostsee und anderen Badegewässern, gesperrte Strände sind die Folge: Die früher als Blaualgen bezeichneten Mikroorganismen ermöglichen uns jedoch einen wertvollen Blick in die Geschichte des Klimas.


Blüten giftiger Cyanobakterien, wie Blaualgen eigentlich hei­ßen, verderben an der Wasseroberfläche nicht nur Bade­freu­den, sondern schädigen auch massiv ganze Öko­sys­teme. »Wenn sie absterben, entziehen sie Gewässern Sauerstoff - fast ein Drittel der Ostsee ist mittlerweile davon betroffen«, erklärt Dr. Thorsten Bauersachs, Organischer Geochemiker am Institut für Geowissenschaften. Diese Mikroorganismen gehören mit zu den ältesten Lebewesen der Erde. Seit den 1950er Jahren nimmt der Algenfilm auf der Ostsee während der Sommermonate zu. Im Verdacht steht der durch Dünger oder Industrieabwässer erhöhte Nährstoffgehalt des Wassers. Aber auch der in den letzten Jahrzehnten beobachtete Anstieg der Wassertemperatur ist als Ursache denkbar.

Ob der Mensch einen Anteil an dem gesteigerten Auftreten von Cyanobakterienblüten hat oder ob es natürlichen klimatischen Schwankungen unterliegt - eine Antwort könnten sogenannte Klimaproxys geben. Mit diesen Indikatoren, wozu zum Beispiel auch das Auszählen von Baumringen gehört, lassen sich Rückschlüsse auf das Klima der Vergangenheit ziehen. Die historischen Daten könnten außerdem dabei helfen, Prognosen über zukünftige klimatische Bedingungen zu erstellen und die Verlässlichkeit von Klimamodellen zu überprüfen.

In einer Klimakammer des Biologie­zen­trums simuliert Thorsten Bauersachs, welchen Einfluss die Änderung der Was­ser­temperatur auf das Wachstum von Blaualgen hat. Foto: Julia Siekmann, CAU

»Unsere Erde ist nicht für ein konstantes Klima geschaffen, globale und regionale Schwankungen gehören dazu. Aber wie schnell und stark das wechselt, ändert sich phasen­weise«, sagt Bauersachs. Er studierte in Köln Geologie und promovierte in den Niederlanden im Fachgebiet Geo­mikro­biologie, bevor er 2010 nach Kiel kam. Jeder Klimaanzeiger hat seine eigenen Stärken und ist für bestimmte Anwen­dun­gen zugeschnitten. Bisherige Proxys konzentrierten sich vor allem darauf, die Klimadaten aus Ozean­sedi­menten zu gewinnen. »Für verlässliche Durchschnittswerte müssen wir deshalb mehrere Proxys kombinieren«, erklärt Bauersachs. Er entwickelte einen neuen Indikator, mit dem sich anhand der Verteilung von sogenannten cyanobakteriellen Glykoli­pi­den die Temperaturen von Süßwasserseen oder Binnen­meeren ermitteln lassen.

Laut Bauersachs passen Cyanobakterien die Zusam­men­setzung ihrer Lipidmembran an geänderte Wassertemperaturen an. Nach ihrem Absterben betten sich die Bakterien im Sediment am Boden von Seen und Gewässern ein. Im Idealfall bleibt ihre Lipidsignatur dort erhalten.

Darüber lassen sich mit Bauersachs' Methode nun erstmals Wassertemperaturen in Seen über Millionen von Jahren bestimmen. Für das Schließen dieser wichtigen Forschungslücke wurde er 2017 mit dem Pieter Schenck Award ausgezeichnet.

Anhand seines neuen Proxys konnte Bauersachs für die Ostsee drei Zeitintervalle feststellen, in denen Cyanobakterienblüten massenhaft auftraten: Vor etwa 8.000 Jahren, um etwa 1.000 nach Christus und seit der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts. Für alle Phasen ließ sich ein Anstieg der durchschnittlichen Wassertemperatur um etwa ein bis zwei Grad auf 17 Grad Celsius rekonstruieren. »Vor dem Hintergrund einer globalen Klimaerwärmung legt das den Schluss nahe, dass Cyano­bakterienblüten in der Ostsee – und damit sauerstofffreie Gewässer – in Zukunft deutlich zunehmen könnten.« In einem nächsten Forschungsprojekt will Bauersachs jetzt präzise Vorhersagemodelle für die zukünftige Entwicklung von Cyanobakterienblüten entwickeln.

Julia Siekmann
Auszeichnung für neuen Klimaindikator
Für seinen Indikator HDI26 (heterocyst glycolipid index of 26 carbon atoms) wurde Dr. Thorsten Bauersachs mit dem Pieter Schenck Award ausgezeichnet. Mit dem Indikator lassen sich sowohl historische Wassertemperaturen und somit Klimabedingungen rekonstruieren als auch zukünftige Prognosen ableiten.
Der mit 3.000 Euro dotierte Preis ehrt talentierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissen­schaft­ler, die einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Organischen Geochemie geleistet haben. Er wird seit 1993 alle zwei Jahre von der European Association of Organic Geochemists (EAOG) vergeben. (jus)
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