Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC) hat eine Methode entwickelt, um vergangene Meerwassertemperaturen tagesgenau zu rekonstruieren. Das teilen die beiden Mainzer Institute mit. Der Schlüssel dazu liegt in Rhodolithen, knollenartigen Gebilden von Rotalgen, die weltweit in den Ozeanen vorkommen.
Um zu verstehen, wie marine Ökosysteme auf die Erwärmung der Ozeane reagieren, benötigen Forscher detaillierte Temperaturaufzeichnungen aus der Vergangenheit. Rhodolithe sind als Klima-Archiv gut geeignet, da sie weit verbreitet sind. Bisher war es jedoch schwierig, aus ihrer komplexen, verzweigten Struktur eine klare Zeitachse abzulesen.
Neuer Ansatz kombiniert mehrere Verfahren
Das Team aus Mainz löste dieses Problem durch die Kombination mehrerer Verfahren. Zunächst bildeten sie die inneren Wachstumsschichten der Algen-Knolle mit dreidimensionalen Röntgenbildern ab. Anschließend analysierten sie mit einem Laser winzige Teile des Algenskeletts. Das Verhältnis der chemischen Elemente Magnesium zu Strontium in den Schichten gibt Aufschluss über die Meerwassertemperatur zum Zeitpunkt des Wachstums. Ein spezieller Algorithmus fügt die Daten der einzelnen Zweige schließlich zu einer durchgehenden Zeitreihe zusammen.
„Jeder Zweig des Rhodolithen erfasst nur einen Teil der Aufzeichnung, und es kann schwierig sein, zu bestimmen, wann der jeweilige Zweig gewachsen ist“, erklärt Lena Li, Erstautorin der Studie und Forscherin am MPIC und an der JGU. „Indem wir das Wachstum der Zweige rechnerisch zeitlich angleichen, können wir aus einer einzigen Knolle eine durchgehende, tägliche Zeitachse der Temperatur rekonstruieren.“
Methode im Roten Meer erfolgreich getestet
Die Forscher testeten ihre Methode an einem Rhodolithen aus dem Roten Meer. Mit der Algen-Knolle konnten sie die Wassertemperaturen für 133 Tage von März bis Juli 2024 nachzeichnen. Ein Vergleich mit Messgeräten vor Ort zeigte, dass die rekonstruierten Werte weitestgehend mit den tatsächlichen Temperaturen übereinstimmten.
Die Studie gilt als Machbarkeitsnachweis. Die Methode könnte künftig auf Rhodolithen aus anderen Regionen oder sogar auf andere Klima-Archive wie Korallen übertragen werden. Dies würde helfen, hochauflösende Klimadaten über längere Zeiträume zu gewinnen und die Folgen der Erderwärmung genauer vorherzusagen.
