Das ENSO-Phänomen

Phytoplankton

Pflanzlicher und mikrobieller Anteil des Planktons, der zur Photosynthese und damit zur photoautotrophen Ernährung fähig ist. Die Organismen des Phytoplanktons besitzen eine Größe von maximal 2 mm, die wichtigsten Phytoplanktongruppen sind Blaualgen (Cyanophyceae), Grünalgen (Chlorophyceae), Kieselalgen (Bacillariophyceae) und Dinoflagellaten (Dinophyceae).

Biologisch gesehen gehören diese Spezies nur zum Teil dem Reich der Pflanzen an (z.B. Grünalgen), zum Teil dem der Protisten (Kieselalgen, Goldalgen), dem der Stramenopilen (Dinoflagellaten) und zum Teil dem Reich der Bakterien (Cyanobakterien).

Phytoplankton baut als Primärproduzent mit Hilfe der Photosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Nährstoffen seine Körpersubstanz (Biomasse) auf (Primärproduktion). Das Phytoplankton ist damit die Basis der autochthonen Nahrungspyramide in stehenden und langsam fließenden Gewässern. Gleichzeitig leistet es einen wesentlichen Beitrag zur aquatischen Primärproduktion und damit zur Abgabe von Sauerstoff („Quelle für O₂“) an die Atmosphäre und zur Aufnahme von Kohlenstoffdioxid („Senke für CO₂“) aus der Atmosphäre. Es wird geschätzt, dass Phytoplankton für die Produktion von 50 - 80 % des Sauerstoffs in der Atmosphäre verantwortlich ist. Vor allem durch ansteigende Meerestemperaturen ist die Menge des marinen Phytoplanktons seit 1950 um 40 % zurückgegangen.
Ein massenhaftes Auftreten von Phytoplankton wird als Algenblüte oder Planktonblüte bezeichnet und hat oft Hypoxie zur Folge.

In großen Teilen des Pazifiks sind die Konzentrationswerte an pflanzlichem Leben in Äquatornähe im Allgemeinen niedrig. Diese „Meereswüste“ existiert, weil dieser Teil des Ozeans arm an Eisen ist, ein Schlüsselnährstoff, den das Plankton benötigt. Dieser Zustand ist besonders unter El Niño-Bedingungen ausgeprägt, ganz im Gegensatz zu den Verhältnissen bei La Niña (vgl. Abb. unten).

Der Eisengehalt in entfernten Pazifikregionen ist niedrig, da die Gebiete weit entfernt vom Land liegen, das ihnen über Flüsse oder Staubeintrag Eisen liefern könnte. Das im Wasser verfügbare Eisen stammt aus dem Auftrieb („Upwelling“) von tieferen Ozeanschichten. Während normalen Jahren treiben östliche Winde das Oberflächenwasser in Richtung Westen und bewirken dadurch ein Aufquellen von kaltem nährstoffreichem Wasser um es zu ersetzen.

Während El Niño-Ereignissen erlahmen diese Winde, und das Upwelling wird sehr schwach. Ohne Nährstoffe sinken die Konzentrationen an Phytoplankton stark ab, wie auch in der Folge die des Zooplanktons, welches sich vom Phytoplankton ernährt und schließlich auch die der Fische, die sich vom Zooplankton ernähren.

Ein extremes Beispiel lieferte der El Niño von 1997/98. Mit dessen Abschwächung kamen die Winde zurück, das Upwelling kam wieder in Gang und ermöglichte eine Erholung des Phytoplanktons. Die Entwicklung wurde durch den raschen Übergang zu La Niña-Bedingungen gefördert. Satelliten dokumentierten nun eine massive Planktonblüte im äquatorialen Pazifik. Etwa einen Monat lang wurde die Wüste zum Garten.

Der zweite Faktor für das Entstehen der außergewöhnlich starken Blüte war die geringe Zahl an Zooplankton, denn diese Kleinsttiere hatten ja während des vorangegangenen El Niño an Nahrungsmangel gelitten und waren entsprechend dezimiert. Eine nicht unerhebliche Menge an Kohlenstoff versank bei der Blüte über abgestorbenes Phytoplankton in der Tiefe. (Chlorophyll and Climate in the Pacific Ocean)

Chlorophyll-Konzentrationen und Klima im Pazifischen Ozean Oben links: La Niña-Blüte im August 1998 Oben rechts: Dezember 1999 neutral-typisches Jahr Unten rechts: El Niño im Dezember 1997 Unten links: Chlorophyll-Konzentration der Region von September (S) 1997 bis Dezember (D) 2000. Die Chlorophyll-Konzentrationen steigen von lila (sehr niedrig) zu rot (hoch) an. Während der La Niña-Blüte tritt ein Bereich mit sehr hohem Chlorophyll um 140 Grad West auf; dieser Bereich entspricht der Spitze in der Grafik, die ihr Maximum im August 1998 erreicht. Diese Daten wurden mit dem Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) gesammelt. Quelle: NASA Earth Observatory