Das ENSO-Phänomen

Chlorophyll

Derjenige Farbstoff von Pflanzen, der ihnen ihre grüne Farbe verleiht und das zur Photosynthese notwendige Licht absorbiert. Die intensive grüne Farbe rührt von der starken Absorption des Chlorophylls im roten und blauen Spektralbereich. Aus diesem Grund erscheint das Licht, das vom Chlorophyll reflektiert und ausgesandt wird, grün. Chlorophyll ist in der Lage, Energie des Sonnenlichts über die Photosynthese in chemische Energie zu verwandeln. In diesem Prozess wandelt die vom Chlorophyll absorbierte Energie Kohlendioxid und Wasser in Kohlenhydrate und Sauerstoff um.

An der Basis des Nahrungsnetzes der Meere stehen einzellige Algen und andere pflanzenähnliche Organismen, die als Phytoplankton bekannt sind. Wie die Pflanzen an Land nutzt das Phytoplankton Chlorophyll und andere lichtsammelnde Pigmente zur Durchführung der Photosynthese und absorbiert atmosphärisches Kohlendioxid, um Zucker für Nahrung zu produzieren. Das Chlorophyll im Wasser verändert die Art und Weise, wie es das Sonnenlicht reflektiert und absorbiert, so dass die Wissenschaftler die Menge und die Verteilung des Phytoplanktons kartieren können. Diese Messungen geben den Wissenschaftlern wertvolle Einblicke in die Gesundheit der Meeresumwelt und helfen ihnen, den Kohlenstoffkreislauf der Ozeane zu untersuchen.

Die NASA erstellt Chlorophyllkarten (s.u.), die für jeden Monat das Chlorophyll in Milligramm pro Kubikmeter Meerwasser anzeigen. Orte, an denen die Chlorophyllmengen sehr gering waren, was auf eine sehr geringe Anzahl von Phytoplankton hinweist, sind blau. Orte, an denen die Chlorophyllkonzentration hoch war, was auf eine hohe Anzahl von Phytoplankton hinweist, sind dunkelgrün. Die Beobachtungen stammen vom Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) auf dem NASA-Satelliten Aqua. Land ist dunkelgrau, und Orte, an denen MODIS aufgrund von Meereis, Polardunkelheit oder Wolken keine Daten sammeln konnte, sind hellgrau.

Die höchsten Chlorophyllkonzentrationen, wo winzige oberflächenbewohnende Meerespflanzen gedeihen, finden sich in kalten polaren Gewässern oder an Orten, an denen Meeresströmungen kaltes Wasser an die Oberfläche bringen, wie rund um den Äquator und entlang der Küsten der Kontinente. Es ist nicht das kalte Wasser selbst, welches das Phytoplankton stimuliert. Vielmehr sind die kühlen Temperaturen oft ein Zeichen dafür, dass das Wasser aus der Tiefe des Ozeans an die Oberfläche gequollen ist und Nährstoffe mit sich führt, die sich im Laufe der Zeit angesammelt haben. In polaren Gewässern sammeln sich während der dunklen Wintermonate, wenn Pflanzen nicht wachsen können, Nährstoffe im Oberflächenwasser an. Wenn im Frühling und Sommer das Sonnenlicht zurückkehrt, gedeihen die Pflanzen in hohen Konzentrationen.

Ein Band kühlen, pflanzenreichen Wassers umkreist den Globus am Äquator, wobei das stärkste Signal im Atlantik und in den offenen Gewässern des Pazifiks zu erkennen ist. Diese Zone mit verstärktem Phytoplanktonwachstum ist auf den häufigen Auftrieb von kühlerem, tieferem Wasser infolge der vorherrschenden östlichen Passatwinde zurückzuführen, die über die Meeresoberfläche wehen. In vielen Küstengebieten leitet der ansteigende Abhang des Meeresbodens kaltes Wasser aus den untersten Schichten des Ozeans an die Oberfläche. Das Auftriebswasser trägt Eisen und andere Nährstoffe vom Meeresboden nach oben. Der kalte Küstenauftrieb und das anschließende Phytoplanktonwachstum sind am deutlichsten an den Westküsten Nord- und Südamerikas und im südlichen Afrika zu beobachten.

Weitere Informationen:

• Chlorophyll Concentration - Weltkarte aus Satellitendaten, nach Monat und Jahr frei wählbar (NASA Earth Observations)
• Reconstructing the Recent History of Pacific Ocean Life (NASA EarthObservatory 2017)