Korallen-Riffe
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Das Great Barrier Reef bei Cairns (Queensland, Australien) ist die größte zusammenhängende Ansammlung von über 2900 einzelnen Korallenriffen der Erde.
Lebensraum Korallenriff
Die Korallenriffe, wegen der sehr großen Artenvielfalt auch „Regenwälder der Meere“ genannt werden von riffbildenden Nesseltieren im Meer gebildet und haben einen bedeutenden physikalischen und ökologischen Einfluss auf ihre Umgebung. Es sind die größten von Lebewesen geschaffenen Strukturen der Erde. Die Gesamtfläche der heutigen Korallenriffe liegt bei 600.000 km², bei den Malediven erheben sich die Riffe bis zu 2200 Meter über den Meeresboden.
Bild oben:
Luftaufnahme einer kleiner Insel auf den Malediven, gesäumt von Korallenriffen
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Korallenriff in der Straße von Tiran (Ägypten)
Korallen
Korallen gehören zu verschiedenen Gruppen der Blumentiere. Sie sind an das Wasser gebunden und weltweit in allen Meeren verbreitet. Sie sind bis in eine Tiefe von 6.000 m anzutreffen. Einzellebende Exemplare sind an harte Oberflächen gebunden oder tief im Schlamm oder Sand vergraben. Koloniebildende Blumentiere überkrusten andere Substrate oder bilden Skelette unterschiedlichster Formen.
Als Korallen werden sessile, koloniebildende Nesseltiere (Cnidaria) bezeichnet. Die verschiedenen Gruppen von Korallen sind nicht näher miteinander verwandt, sondern gehören verschiedenen Taxa der Nesseltiere an. Am bekanntesten sind die Steinkorallen (Scleractinia), die den Hauptanteil an der Entstehung der Korallenriffe haben. Eine weitere bedeutende, artenreiche Gruppe sind die Oktokorallen (Octocorallia), zu denen die Weich-, Leder- und Röhrenkorallen sowie die Gorgonien gehören. Die Schwarzen Korallen (Antipatharia) sind mit etwa 235 Arten sehr viel artenärmer. Während die bisher genannten Gruppen Blumentiere (Anthozoa) sind, gehören die Feuer- (Millepora) und die Filigrankorallen (Stylasteridae) zur Klasse der Hydrozoa. Feuer- und Filligrankorallen sind riffbildend, ähnlich den Steinkorallen.
Riffbildende Arten leben typischerweise in flachen, klaren, tropischen Gewässern bis in 40 m Tiefe.
Die Blumentiere (Anthozoa) sind mit etwa 7500 Arten die größte Klasse der Nesseltiere, zu denen auch Schirm- und Würfelquallen und die Hydrozoen, wie der, in Mitteleuropa heimische Süßwasserpolyp gehören.
Entstehung und Wirkung
Korallenriffe werden im Wesentlichen von Korallen aus der Gruppe der Steinkorallen (Scleractinia) aufgebaut, daneben tragen die Feuerkorallen (Millepora) sowie, im tropischen Indopazifik, die Blaue Koralle (Heliopora coerulea) zur Riffbildung bei. Steinkorallen besiedeln sowohl die Tiefsee als auch das Flachwasser bis zur Wasseroberfläche. Sie bauen im Laufe vieler Jahrhunderte aus ihren Kalk-Skeletten die Riffstruktur auf.
Eine Koralleninsel entsteht durch langfristige Veränderungen des Wasserstandes. Da das Korallenriff bis zur Wasseroberfläche wachsen kann, bildet sich nach späterem Absenken des Meeresspiegels oder Anheben des Bodens eine Insel oder eine Reihe von Inseln, oft in Form eines Atolls.
Korallenriffe sind komplexe marine Ökosysteme. Sie sind das Biotop (Lebensraum) für eine Biozönose (Lebensgemeinschaft) von Pflanzen und Tieren, beispielsweise Würmer, Weichtiere, Schwämme, Stachelhäuter und Krebstiere. Eine große Bedeutung haben Korallenriffe als „Kinderstube“ für pelagisch lebende Fische.
Riff-Typen
Nach ihrer geographischen Verbreitung können Korallenriffe in zwei Typen eingeteilt werden: die tropischen Korallenriffe und die Tiefwasserriffe.
Tropische Korallenriffe
Riffbildende Korallen aus tropischen Korallenriffen können nur bei Wassertemperaturen überleben, die 20 °C nur sehr selten unterschreiten. Aus diesen Gründen beschränkt sich die Entstehung auf einen Bereich ungefähr zwischen 30° nördlicher und 30° südlicher Breite. Im Atlantik liegen die nördlichsten Korallenriffe an der Küste der Bermudas (32° 30’ nördlicher Breite), die südlichsten etwas nördlich von Rio de Janeiro (23° S). Zwar finden sich noch zwei Arten normalerweise riffbildender Steinkorallen bei Cape Hatteras (34° N) an der Ostküste der Vereinigten Staaten, sie bilden dort jedoch keine Riffe mehr. Ähnlich ist die Situation im Pazifik in der Bucht von Tokio (38° N). Hier kommen tropische Korallenriffe erst ab den Ryūkyū-Inseln bei 30° N vor. Der südlichste Ausläufer des Great Barrier Reef befindet sich nördlich von Brisbane in der Moreton Bay (27° 30’ S), ein weiteres sehr südlich gelegenes Riff im Pazifik bei Rapa Iti, auf der gleichen Höhe. Bei der Lord-Howe-Insel ermöglicht eine warme Meeresströmung die Korallenriffbildung noch bei 31° 30’ S. Im Roten Meer kommen Korallenriffe bis in dessen nördlichen Ausläufer, den Golf von Akaba (29° 30’ N) vor. Das südlichste Korallenriff weltweit liegt im Indischen Ozean beim Houtman-Abrolhos-Archipel an der Westküste Australiens (29°S). An der Westküste des Indischen Ozean reichen Korallenriffe bis zur Inhaca-Insel in der Maputo-Bucht (26° S, Mosambik).
Da die allermeisten Steinkorallen in Symbiose mit Zooxanthellen leben, sind sie auf den Sonnenschein angewiesen, der mit zunehmender Wassertiefe rapide abnimmt. Die Gesamtfläche aller Korallenriffe beträgt etwa 600.000 km². Jährlich werden im Durchschnitt 640 Millionen Tonnen Riffkalk abgelagert.
Unterschieden werden zwei Hauptkategorien tropischer Korallenriffe:
- Litorale (küstennahe) Riffe findet man in den Flachwasserzonen der Kontinentalschelfe. Durch Süßwassereinleitung sind diese Riffe nährstoffreicher als neritide Riffe, wodurch solche Riffe häufiger von Weichkorallen und Algen dominiert werden.
- Neritide Riffe finden sich fernab der Kontinente, wenn durch vulkanische Aktivitäten Inseln über der Wasseroberfläche entstehen. Neritide Riffe findet man vor allem im tropischen Pazifik (Hawaii, Tahiti). Hier findet sich bedingt durch den niedrigeren Nährstoffgehalt als in litoralen Riffen eine höhere Artenvielfalt, besonders bei Steinkorallen.
Tiefwasser-Riffe
Viele Korallenarten können auch in kühlerem und kaltem Wasser bei Temperaturen weit unter 20 °C und teilweise unterhalb der euphotischen Zone in Tiefen von vielen hundert Meter in völliger Dunkelheit leben. Im Unterschied zu ihren tropischen Verwandten leben sie nicht in Endosymbiose mit Zooxanthellen und nutzen nicht das Sonnenlicht als primäre Energiequelle, sondern ernähren sich als Filtrierer von Zooplankton. Die Mehrzahl der Korallenarten in kühlem und kaltem Wasser sind solitäre Korallen aus den Familien der Caryophylliidae und Dendrophylliidae, welche sehr langsam wachsen, klein bleiben und daher keine Riffe bilden.
Unter den um die 1000 bekannten Arten sind weniger als 20 Riffbildner. Eine der Ausnahmen ist die Gattung Lophelia, die koloniebildend ist und zusammen mit Madrepora oculata ausgedehnte, heckenartige Korallenriffe bildet. Die größten Lophelia-Riffe erreichen eine Höhe von 45 Metern und eine Länge von zwei Kilometern. Sie wachsen im Vergleich mit tropischen Korallenriffen sehr langsam. Das Wachstum beträgt durchschnittlich 7,5 mm/Jahr, maximal 20 bis 25 mm/Jahr. Sehr große Riffe müssen also mehrere tausend Jahre alt sein. Riffe aus Kaltwasserkorallen kommen im oberen Bereich von Kontinentalrändern, an Tiefseebergen, auf ozeanischen Bänken und Plateaus vor, wie dem Rockall-Plateau, dem Chatham-Rücken oder den Porcupine- und Hatton-Bänken. Ein Gürtel dieser Korallenriffe erstreckt sich entlang des europäischen Kontinentalrandes von der iberischen Halbinsel bis zum Nordkap. Tiefwasserriffe findet man typischerweise in Wassertiefen von 200 bis 600 Metern. In norwegischen Fjorden werden sie ab 52 m Tiefe vorgefunden. Aus dem Mittelmeer sind mindestens 37 Steinkorallenarten bekannt, die teilweise auch Riffe bilden können.
Auch diese Kaltwasserriffe sind durch menschliche Einflüsse in ihrer Existenz bedroht. Neben der Versauerung und Verschmutzung der Meere stellen moderne Fischfangmethoden die größte Bedrohung für diesen Lebensraum dar. Ein einziges Grundschleppnetz kann in wenigen Minuten ein Riff zerstören, das mehrere tausend Jahre gewachsen ist.
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Lophelia-Riffe wachsen im Vergleich mit tropischen Korallenriffen sehr langsam. Solche Kaltwasser-Riffe kommen im oberen Bereich von Kontinentalrändern, an Tiefseebergen, auf ozeanischen Bänken und Plateaus vor. Tiefwasserriffe findet man typischerweise in Wassertiefen von 200 bis 600 Metern.
Unterschiedliche Riffformen
Ihre Form und Entstehung verdanken die unterschiedlichen Rifftypen sowohl geologischen Ereignissen, wie Kontinentalverschiebungen, Landabsenkungen als auch Schwankungen des Meeresspiegels und Temperaturveränderungen. Diese Faktoren prägen das Erscheinungsbild der Korallenriffe stärker, als Korallenarten, aus denen das Riff besteht. Alle auf der Erde vorkommenden Riffformationen lassen sich einem der folgenden vier Riffarten zuordnen.
Im Laufe der Zeit verändern Riffe sich, so dass aus einem ehemaligen Saumriff zunächst ein Barriereriff und später ein ring- oder hufeisenförmiges förmiges Atoll werden kann, wie durch Satellitenaufnahmen nachgewiesen werden konnte. Der gesamte Prozess in dem sich erst ein Saumriff ausbildet und dann langsam zum Atoll wird kann etwa 30 Millionen Jahre dauern.
Auf der Darstellung:
A: Saumriff
B: Barriereriff
C: Atoll
Saumriffe
Ein Saumriff erstreckt sich in direkter Küstennähe, entlang des Festlandes oder vor einer Insel und kann dabei mehrere Kilometer Länge erreichen. Ihre Breite beträgt meist unter 100 Meter, kann jedoch auch mehrere hundert Meter betragen. Wie weit ein Saumriff ins Meer hinein reicht, hängt sowohl von der Wasserqualität ab, als auch davon, wie steil der Meeresboden abfällt.
Saumriffe entstehen zunächst unmittelbar am Ufer auf Höhe der Niedrigwassergrenze und dehnen sich mit ihrem Wachstum immer mehr seewärts aus. Bis sich in der Nähe der Küste ein richtiges Saumriff ausgebildet hat, können bis zu 10 000 Jahre vergehen.
Die Oberfläche des Saumriffs bleibt dabei immer auf gleicher Höhe dicht unterhalb der Wasserlinie. Bei älteren Saumriffen, deren äußere Bereiche sich weit ins Meer hinausgeschoben haben, wird der innere Teil durch Erosion vertieft und bildet schließlich eine Lagune, die auch als Lagunensaumriff bezeichnet wird. Diese Formationen können über 100 Meter breit und einige Meter tief werden und treten parallel zur Küste auf.
Da die mit den Korallen in Symbiose lebenden Zooxanthellen ausreichend Licht benötigen, um zu überleben, bilden sich nur in flacheren Wasserbereichen lebensfähige Riffe aus.
Saumriffe sind der am weitesten verbreitete Rifftyp weltweit und im Roten Meer fast der einzige. Ebenfalls häufig ist diese Riffform in Südostasien, im Indischen Ozean und in der Karibik.
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Saumriff bei Eilat an der Südspitze Israels
Barriereriffe
Anders als Saumriffe, deren Ursprung sich immer am Ufer des Festlandes befindet, bilden sich Barriereriffe meist im offenen Meer. Barriereriffe sind daher durch eine 30 bis 70 Meter tiefe Lagune von der Küste entfernt und ähneln dabei den späten Erscheinungsformen eines Lagunensaumriffs.
Ähnlich wie bei einem Atoll ist für die Entstehung eines Barriereriffs eine Senkung des Meeresbodens oder eine Hebung des Meeresspiegels Voraussetzung für die Riffentstehung. Die enormen Ausmaße dieser Riffform entstehen durch Veränderungen der Umweltbedingungen, wie der Veränderung des Meeresspiegels oder geologischer Veränderungen, wie der Absenkung des Bodens. Die Korallen reagieren mit Wachstum auf die neuen Bedingungen, die somit langsam zur Formung des Riffs beitragen. Durch das Zusammenspiel von geologischen Prozessen und Riffwachstums sind Barriereriffe deutlich seltener als Saumriffe.
Während das Riff durchaus über 100.000 Jahre wachsen kann, erodiert bei vulkanischen Inseln der Fels im Inselinnere. Das ehemalige Saumriff versinkt allmählich im Meer und wird zu einem Barriereriff.
Barriereriffe finden sich auch an den Küsten von Providencia, Mayotte, den Gambierinseln, an der Südostküste Kalimantans, an Teilen der Küste Sulawesis, Südostneuguineas und der Südküste des Louisiade-Archipels.
Das größte und bekannteste Barriereriff ist das Great Barrier Reef entlang der australischen Nordostküste. Weitere große Barriereriffe sind das Belize Barrier Reef und das Neukaledonische Barriereriff.
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Luftaufnahme des Great Barrier Reefs bei Queensland (Australien)
Plattformriffe
In ihrer Form ähneln Plattformriffe Atollen, müssen jedoch nicht in der Nähe des Festlandes liegen. Unabhängig von Küsten oder Inseln entstehen diese Riffe in flachen Wasserzonen, in der die Lichtverhältnisse die Ansiedlung von Korallen zulassen. Plattformriffe können sich dabei sogar mehrere hundert Kilometer von der Küste entfernt, auf dem Kontinentalschelf oder im offenen Ozean, bilden.
Plattformriffe wachsen, im Unterschied zu Saum- und Barrierriffen, die sich nur seewärts ausdehnen, nach allen Seiten. Sie können recht unterschiedliche Größen erreichen, von wenigen hundert Metern bis zu vielen Kilometern. Meist ist ihre Form oval bis stark langgezogen. Teile der Riffe können bis zur Oberfläche reichen und dort Sandbänke und kleine Inseln bilden, um die sich eigene Saumriffe bilden können. In der Mitte eines Plattformriffs kann sich eine Lagune befinden. Auch innerhalb von Atollen finden sich Plattformriffe. Hier werden sie Fleckriffe genannt und erreichen nur Durchmesser von wenigen dutzend Metern.
Erheben sich Plattformriffe auf einer länglichen Struktur, z. B. einem untergegangenen, ehemaligen Barrierriff, können sie in einer Reihe angeordnet sein. Dies ist z. B. an der Ostküste des Roten Meeres bei Dschidda der Fall. Bei sehr alten Plattformriffen kann der innere Teil so stark erodiert sein, dass sie ein Pseudoatoll bilden. Von echten Atollen sind sie nur durch genaue Untersuchungen und eventuell Bohrungen zu unterscheiden. Einige Plattformriffe der Lakkadiven haben durch Wind und Wasserströmung eine U-förmige Form.
Im südlichen Great Barrier Reef befinden sich einige Plattformriffe, die im Swain- und im Capricornia-Nationalpark auf dem Kontinentalschelf, etwa 100 bis 200 km von der Küste entfernt. Im Great Barrier Reef gibt es dabei Plattformriffe, die bis zu 15 Kilometer Durchmesser erreichen.
Einige Plattformriffe der nördlichen Maskarenen sind sogar mehrere tausend Kilometer vom Festland entfernt.
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Plattformriff vor den Cookinseln
Atolle
Ein Atoll bezeichnet eine ring- oder hufeisenförmige Riffformation, die eine Lagune umschließt und dabei weder mit dem Festland noch mit anderen Inseln, verbunden ist.
Die bekannteste Theorie zur Atollbildung legte Charles Darwin bereits 1843 vor, nachdem er die Beobachtungen seiner Weltumseglung wissenschaftlich ausgewertet hatte. Darwins Theorie besagt, dass ein Atolle ihr Wachstum stets als Saumriff beginnen, welches die Küsten einer Insel umschließt.
Im Laufe der Jahrtausende wird die Insel durch Erosion abgetragen, oder versinkt entweder durch die Absenkung des darunter liegenden Bodens oder durch den Anstieg des Meeresspiegels. Während dieser Prozess abläuft, verbleibt das Saumriff durch anhaltendes Wachstum stets unmittelbar in der Nähe der Wasseroberfläche. Während die ursprüngliche Insel immer weiter im Meer versinkt, wächst die innere Lagune, zwischen Insel und Riff. Ragt schließlich nur noch die Spitze einer Insel aus der Mitte eines Korallenriff-Rings hervor, spricht man von einem Fast-Atoll. Ein vollständiges Atoll bedeutet, dass die Insel, an der sich das Riff gebildet hat, komplett unterhalb des Wasserspiegels liegt, während der Korallenring verbleibt.
Die Malediven sind aus 26 solcher Atolle aufgebaut.
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Baa-Atoll (Malediven).
Das Wort Atoll stammt aus dem Dhivehi, der Sprache der Malediven. Das Korallenriff bildet einen Saum von häufig äußerst schmalen Inseln aus, die nach dem polynesischen Wort für „Insel“ meist als Motu bezeichnet werden. In der Lagune können sich noch Reste des ehemaligen Vulkangipfels als Inseln über den Meeresspiegel erheben.
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Malé, die Hauptstadt der Malediven, ein dicht besiedeltes Motu
Zoneneinteilung
Jedes Riff lässt sich in verschiedene Zonen gliedern, in denen aufgrund der dort vorherrschenden Bedingungen unterschiedliche Pflanzen und Tiere leben. Diese Zonen sind bei den verschiedenen Rifftypen unterschiedlich stark ausgeprägt, und auch innerhalb eines Rifftyps kann der Aufbau variieren. Nachfolgend wird der typische Aufbau eines Saumriffs erläutert.
- Die Strandzone schließt sich direkt an das Festland an. Bei Ebbe fällt sie im Tagesverlauf zweimal für mehrere Stunden trocken. Die Strandzone wird hauptsächlich von Krabben und Schnecken bewohnt. Unterhalb des Wasserspiegels bei Ebbe sind Algen, kleine Muscheln und Einsiedlerkrebse zu finden.
- In Richtung Meer schließt sich das Riffdach, der horizontale Teil des Riffs, an.
- In den inneren Bereichen dominieren Braun- und Blaualgen, weiter seewärts gefolgt von Rotalgen. In dieser Algenzone leben nur wenige Tierarten. Am häufigsten sind einige Seeigelarten. Auch Schlangensterne und Krebse kann man antreffen. Nur wenige Fische leben in dieser Zone, hauptsächlich kleine Grundeln und Schleimfische. In den äußeren Bereichen der Algenzone wachsen verschiedene Weichkorallen, vereinzelt sind auch Steinkorallen anzutreffen.
- In der Übergangszone findet sich ein hoher Artenreichtum. Das Wasser ist hier tiefer und klarer, die Wasserbewegung stärker als weiter landwärts. Hier findet man größere Kolonien von Steinkorallen, die sogenannte Mikroatolle bilden können. Diese Bereiche können gelegentlich noch trocken fallen.
- Der äußere Bereich zwischen Innenriffhang und der Außenriffkante fällt niemals trocken. Er ist durchschnittlich 10 Meter breit und weist eine Wassertiefe von 40 cm bis zu einem Meter auf. Eine starke Wellenbewegung verhindert, dass sich Sand und anderes loses Material ablagert. Es bilden sich strömungsstarke Tunnel und Kanäle. Hier dominieren Stein- und Weichkorallen, Algen dagegen findet man nur noch wenige. An Fischen findet man hauptsächlich Riffbarsche, Lippfische und Doktorfische.
- Die Außenriffkante ist starker Brandung ausgesetzt. Die Steinkorallen dominieren, unter ihnen mehrere Acropora-Arten. In der starken Strömung wachsen Seeanemonen. An der Riffkante und im oberen Teil des Riffhangs leben viele schwarmbildende Fische, die aus dem Schutz der Korallenstöcke Jagd auf Plankton machen. In Unterwasserhöhlen gedeihen Filtrierer wie Schwämme, Seescheiden und Steinkorallen der Gattung Tubastraea. Auch viele Fische nutzen solche Höhlen zu ihrem Schutz, zum Beispiel Soldatenfische.
- Im Vorriff, das den Übergang vom Riffhang zur offenen See darstellt, finden sich durch Sandflächen voneinander getrennte Riffpfeiler, die dicht von Korallen bewachsen sind. Im tiefer werdenden Wasser vor den Riffpfeilern finden sich viele Gattungen von Stein- und Weichkorallen, deren Anzahl mit zunehmender Wassertiefe abnimmt. Das Vorriff ist der Lebensraum vieler Fische, wie Falterfische und Kaiserfische. Auch Raubfische wie Zackenbarsche und Muränen haben hier ihr Revier.
Korallen-Wachstum
Korallen wachsen, indem die Polypen einen neuen Koralliten auf ihrem alten bilden. Außerdem teilen sie sich und die neuen Einzelpolypen bilden einen neuen Korallenkelch. Es gibt die extratentakuläre Teilung, bei der der neue Polyp am Rand der Basis des Elternpolyps entspringt und sofort einen neuen Koralliten bildet. Eine andere Form ist die intratentakuläre Teilung, eine Form der Teilung, die innerhalb des Tentakelkranzes beginnt. Zunächst teilt sich die Mundöffnung. Die Mundscheide wird immer breiter, wobei die zwei Mundöffnungen auseinanderwandern. Schließlich teilt sich auch der Tentakelkranz. Als Zwischenstadium existiert ein Polyp, der zwei Mundöffnungen und zwei dicht nebeneinander sitzende Tentakelkränze hat. Die Teilung setzt sich dann von oben nach unten fort, erfasst als Nächstes den Gastralraum und ist erst abgeschlossen, wenn beide Polypen einen eigenen Koralliten auf dem alten gemeinsamen gebildet haben.
Steinkorallen können die unterschiedlichsten Wuchsformen haben. Koloniebildende Korallen können ast-, busch-, geweih-, tischförmig oder krustig wachsen. Andere ähneln Hirnen, Pilzen, Zungen oder Seeanemonen. Die letzten drei Wuchsformen kommen besonders bei solitären, d. h. nicht koloniebildenden Korallen vor. Arten mit unterschiedlicher Wuchsform können zur gleichen Familie, Arten mit ähnlicher Wuchsform zu unterschiedlichen Familien gehören.
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Tischförmige Steinkorallen (Acropora).
Riffbildende Steinkorallen veranschaulichen eindrucksvoll, die Entstehung der Korallenriffe. Aufgenommen in Banda, Indonesien.
Kalkbildung und Symbiose
Man unterscheidet hermatype (riffbildende) Steinkorallen, das ist die Mehrzahl, und ahermatype (nicht riffbildende) Arten. Hermatype Steinkorallen scheiden an ihrem Fuß ein Kalkskelett aus, das zu 98 bis 99,7 % aus Calciumcarbonat in der Modifikation Aragonit besteht. Sie nehmen im Meerwasser gelöste Calciumionen und Hydrogencarbonat-Ionen auf und fällen daraus Calciumcarbonatkristalle. Bei der Reaktion entsteht je ein Wasser- und Kohlenstoffdioxid-Molekül:
Ca2+ + 2 HCO3− ⟵→ CaCO3↓+ H2O + CO2↑
Da es sich hier um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, kann der Prozess auch in die entgegengesetzte Richtung ablaufen. Das in Wasser gelöste CO2, das auch aus der Luft oder Atmung der Korallenpolypen stammt, reagiert sauer und würde das gebildete Calciumcarbonat wieder auflösen. Im tropischen Flachwasser lebenden Korallen hilft hierbei die Symbiose mit den Zooxanthellen, einzelligen Algen, die in der Haut der Korallenpolypen leben. Die Zooxanthellen betreiben Photosynthese und verbrauchen dabei das Kohlenstoffdioxid, das zusammen mit Sauerstoff zu Kohlenhydraten (Zucker) umgesetzt wird. Die gebildeten Nährstoffe kommen auch der Ernährung der Polypen zugute. Das Zusammenleben von Zooxanthelle und Koralle ist ein klassisches Beispiel für eine mutualistische Symbiose, da beide beteiligten Organismen davon deutliche Vorteile haben. Der Koralle wird es erleichtert, Kalk auszufällen, um ihr Kalkskelett aufzubauen und sie wird mit zusätzlicher Nahrung versorgt, während die Algen einen geschützten Lebensraum im Körper der Polypen besitzen. Steinkorallen, die mit Zooxanthellen zusammen leben (zooxanthelate Korallen), haben eine zehnmal höhere Kalkbildungsrate als Steinkorallen ohne symbiotische Algen (azooxanthelate Korallen). Die ein besonders poröses, ästiges Kalkskelett bildenden Acroporen erreichen Längenzuwächse von 16 bis 25 Zentimeter im Jahr. Die Masse des jährlich von Steinkorallen gebildeten Calciumcarbonat soll 900 Millionen Tonnen betragen.
Zukunft und Gefährdung
Die Zahl der Korallenriffe nimmt stark ab; bereits ein Fünftel sämtlicher Riffe sind verschwunden. Gründe dafür sind das Dynamitfischen und Zyanidfischen, die Überfischung allgemein, die industrielle Verschmutzung, Bauaktivitäten und auf Grund gelaufene Schiffe. Nach Angaben von Ozeanologen waren im April 2007 weltweit etwa 20 Prozent der Korallenriffe zerstört, weitere 50 Prozent ernsthaft gefährdet. In den folgenden Jahren kam es weltweit zu mehreren schweren Korallenbleichen; 2016 bleichten im Great Barrier Reef bei der bis dato schwersten jemals dokumentierten Bleiche rund 90 % der Riffe zumindest teilweise aus. Zwar ist eine Bleiche nicht gleichbedeutend mit einem automatischen Absterben aller Korallen. Durch die immer kürzere Abfolge von immer stärkeren Bleichen bleibt den Korallen inzwischen aber keine Zeit mehr, um sich von vorangegangenen Bleichen zu erholen, sodass die Zukunft von Korallenriffen als sehr fragwürdig gilt.
Bereits Mitte der 1990er Jahre sahen Korallenriffexperten bei einer Umfrage als die wichtigsten Bedrohungsfaktoren Sedimenteneinträge und Eutrophierung aufgrund von Land- und teilweise Forstwirtschaft und eine nicht nachhaltige Fischerei. Den größten negativen Effekt haben globale Erwärmung und damit einhergehend die Versauerung der Meere infolge der durch menschlichen Einfluss steigenden Kohlendioxidkonzentration in der Erdatmosphäre.
Um einen kleinen Teil der Korallen erhalten zu können, sind drastische Klimaschutzmaßnahmen notwendig; das politische Ziel, den Anstieg der Treibhausgase auf 2° Celsius zu limitieren schützt die Korallenriffe nicht: Eine Korallenbleiche kann bereits bei 320 ppm CO2 in der Atmosphäre einsetzen. Versauerung des Meerwassers und weitere Stressoren haben bis 2008 19 Prozent der weltweiten Korallenriffe degradiert und weitere 35 Prozent waren nach dem Report von Wilkinson zu diesem Zeitpunkt ernsthaft bedroht.
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Nach Korallenbleiche, durch erhöhte Wassertemperaturen, abgestorbene Steinkorallen, in einem Korallenriff auf den Seychellen.
Durch steigende Wassertemperaturen kommen Korallenbleichen weltweit häufig vor; ein weiterer Anstieg wird erwartet. Um weltweit mehr als 10 Prozent aller Korallenriffe zu erhalten, müsste die globale Erwärmung auf unter 1,5 Grad Erwärmung gegenüber vorindustriellen Zeiten begrenzt werden. Der Sonderbericht 1,5 °C globale Erwärmung des IPCC stellte fest, dass bei zwei Grad globaler Erwärmung nahezu alle Korallenriffe verloren wären.
Nachdem beobachtet wurde, dass mehr als drei Jahrzehnte nach dem Auftreten der ersten massenhaften Bleichen die Korallen im Golf von Akaba davon verschont geblieben sind, hat man beschlossen, die Ursachen für dieses Phänomen in einem internationalen Forschungsprojekt während vier Expeditionen in den Sommern 2021 bis 2024 in Kooperation mit Forschern und den Regierungen der Anrainerstaaten zu ergründen. Die Forscher aus aller Welt unter Schweizer Führung durch das an der EPFL 2019 gegründete Transnational Red Sea Center wollen an Bord der Segeljacht unter dem Namen «Fleur de Passion» die Vielfalt der Korallen in der Region erfassen und genetisch analysieren, sowie störende Einflüsse in dieser intensiv durch den Menschen genutzten Zone identifizieren.
Gefährdung durch den Menschen
Korallenriffe werden heute durch anthropogene Einflüsse auf viele Arten, vor allem auf riffbildende Steinkorallen, gefährdet. Durch die Globale Erwärmung gibt es immer mehr Zeiten, in denen die Temperatur des Oberflächenwassers bei 30 °C oder höher liegt, so dass es vermehrt zur Korallenbleiche kommt. Außerdem werden Steinkorallen und andere Bewohner der Korallenriffe durch Abwässer von Industrie und Landwirtschaft, durch die Fischerei mit Dynamit und Cyanid gefährdet. Auf den Malediven wird Korallenkalk als Baumaterial für Gebäude und im Straßenbau eingesetzt. In Indonesien wird der gelöschte Kalk, der zum Genuss der Betelnuss nötig ist, oft aus Korallenkalk gewonnen. Die touristische Erschließung der Riffe führt zu direkten Zerstörungen durch das Ankern von Yachten und Ausflugsbooten an den Riffen und durch unvorsichtige Schnorchler und Taucher.
Für die Meerwasseraquaristik werden lebende Steinkorallen gesammelt. Das ist besonders bei seltenen, massiven, großpolypigen Arten, die man nicht durch einfache Fragmentation vermehren kann, ein Problem. Einige besonders farbige und gefragte Arten sind in vielen Riffen schon nicht mehr zu finden.
In der Zukunft wird die Versauerung der Meere zu einem großen Problem für Steinkorallen und andere ein Kalkskelett bildende Organismen werden, da der sinkende pH-Wert die Skelettbildung behindert.
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Korallenbleiche vor Réunion
Nutzung durch den Menschen
Seit Jahrhunderten fertigen Menschen aus bunten Korallenstücken Schmuck, vor allem Ketten.
Ende des 20. Jahrhunderts wurden die Eigenschaften von Korallen wie Struktur, Festigkeit, Resorptionsfähigkeit zur Herstellung von Knochenersatzmaterial entdeckt und genutzt. Einsatzbereiche des aus Korallen gefertigten formbaren und aushärtbaren Pulvers sind vor allem die orale und orthopädische Chirurgie. Es werden Mischungen für einen breiten Anwendungsbereich angeboten.
Künstliche Korallenriffe
Künstliche Korallenriffe sind vom Menschen mit technischen Mitteln hergestellte oder wiederhergestellte Korallenriffe. Die verwendeten Techniken ermöglichen sowohl die Neuanlage als auch die Wiederherstellung beschädigter Korallenriffe, die als Attraktion für Taucher und Schnorchler dienen können. Schon in den frühen Stadien dieser Projekte zeigten sich teilweise erstaunliche Ergebnisse im Wachstum der Korallen und der Fischpopulation.
Seit einigen Jahren wird versucht künstliche Korallenriffe herzustellen. Ausgehend von der Beobachtung, dass im Meer versunkene große Objekte, wie Schiffe und Flugzeuge, innerhalb weniger Jahre besiedelt wurden, begann man künstliche Strukturen im Meer gezielt zu installieren. Dabei gab es große Fehlschläge, wie das Osborne-Riff aus Millionen alten Autoreifen, und Erfolge. So wurden z. B. Reefballs eingesetzt und Stahlkonstruktionen nach der Biorock-Technologie unter schwachen Gleichstrom gesetzt, um dort in kurzer Zeit Mineralien abscheiden zu können, die von Korallen-Polypen gerne besiedelt werden. Auch in der Meerwasseraquaristik beschäftigt man sich mit der künstlichen Nachbildung von Korallenriffen.
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Sogenannte Reef Balls aus Beton bieten künstlich geschaffene Siedlungsfläche für Korallen. Aufnahme von Curaçao (Karibik).
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Wiederansiedlung von Korallenablegern im Marine Park der Insel Pulai Redang (Malaysia)
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Künstliches Riff aus verschweißten Rundeisen in Malaysia
Bedeutung & Nutzen
Weltweit hängt der Lebensunterhalt von rund einer halben Milliarde Menschen zumindest teilweise von der Existenz von Korallenriffen ab. Zudem wird davon ausgegangen, dass ca. 30 Millionen Menschen, vor allem Bewohner von Atollen, vollständig auf solche Riffe angewiesen sind. Zudem schützen Korallen Strände vor Erosion und Sturmschäden. Von Touristen werden die Riffe ihrer Schönheit wegen geschätzt. Korallenriffe beheimaten außerdem eine Vielzahl mariner Lebewesen und sind für deren Existenz von großer Wichtigkeit.
Wenn natürliche Korallenriffe sterben, verschwinden auch die Fischbestände. Die Strände und Küsten sind der Wucht der Brandung schutzlos ausgeliefert und erodieren. Nicht mehr geschützt von ihren natürlichen Wellenbrechern, verlieren einige Küstenabschnitte riesige Flächen und viele Menschen ihre Lebensgrundlage.
Untersuchungen zeigen, dass die Quantität von Populationen in künstlichen Riffen etwa vergleichbar ist mit der natürlicher Riffe. Die Artenvielfalt ist gegenüber natürlichen Formationen in den ersten Jahren des Aufbaus geringer und gleicht sich mit zunehmendem Alter an.
Für den Ökotourismus und die Hotels auf den Malediven, in Indonesien und Panama sind künstliche Riffe eine große Attraktion. Hotels werben bereits mit deren Existenz und der Tatsache, dass die Touristen direkt vor ihrer Haustür tauchen und dabei die Vielfalt des Meeres beobachten können.
Während der Korallenbleiche 1998 überlebten auf den Malediven weniger als 5 % der Korallen. Auf den künstlichen Riffen der Global Coral Reef Alliance überlebten dagegen mehr als 80 % der Korallen. Schon kurz nach der Meereserwärmung erholten sie sich wieder vollständig und kolonisierten erneut die umliegenden natürlichen Lebensräume.
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Schnorcheln im Great Barrier Reef.
Der Tourismus ist ein wichtiges Standbein der Anwohner von Korallenriffen. Gerade deshalb wird der Schutz und der Wiederaufbau von Korallenriffen häufig vorangetrieben, denn nur intakte Riffe ziehen Besucher an.
Korallenzuchtfarmen
Ein weiterer Wirtschaftsfaktor und eine wichtige Einnahmequelle für viele Familien sind neben dem Fischfang für die Aquaristik auch Korallenfarmen. Diese werden sowohl in Küstennähe, in einfachen Hütten mit Meerwasseranschluss, im Freiland (Teiche etc.) oder wie meistens der Fall direkt im Meer, also am natürlichen Standort der Korallen betrieben.
So genannte Farmnachzuchten sind eine echte Alternative zu wildentnommenen Korallenstöcken und können die Wiederansiedlung von Korallen sogar positiv beeinflussen, wenn die Zuchtstöcke Larven ins Freiwasser abgeben oder abgebrochene Stücke verdriftet werden und neue Kolonien bilden. Den Fischen scheinen die Korallenfarmen immerhin ein adäquates Zuhause zu bieten. Außerdem sind Menschen, die mit lebenden Korallen ihr Geld verdienen, sicherlich um den Fortbestand und den Schutz von Korallenriffen bemüht.
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Auch ein künstliches Riff, jedoch nicht mit der Absicht der Wiederansiedlung von Korallen. Hier handelt es sich um Zuchttische von Korallenfarmen, welche am natürlichen Standort im Meer, Korallen für den internationalen Aquaristik-Markt vermehren.
Verbreitung
Neu aufgebaute Riffe gibt es inzwischen unter anderem auf den Malediven, Pemuteran und Tulamben auf Bali, den Seychellen, in Thailand, Indonesien, Israel, Indien, Papua-Neuguinea, Mexiko und in Panama.
Im Atlantik vor Miami entsteht derzeit das Neptune Memorial Reef in rund 12 Meter Wassertiefe. Seit November 2007 finden dort Beisetzungen Verstorbener statt. Die Neptune Society will dort das größte künstliche Riff der Welt entstehen lassen. Dieser Unterwasserfriedhof zieht bereits jetzt mit seinen künstlichen Strukturen Fische und Hobbytaucher an und soll die letzte Ruhestätte für 125.000 Menschen werden.
Ebenfalls vor der Küste Floridas, im Golf von Mexiko, ca. 41 km südlich von Pensacola, wurde im Mai 2006 der ausgemusterte Flugzeugträger USS Oriskany zum Zwecke künstlicher Riffbildung versenkt. Er gilt als das größte künstliche Riff der Welt und trägt den Namen Great Carrier Reef, in Anlehnung an das australische Great Barrier Reef. Des Weiteren dient das Wrack der Cayman Salvage Master als Riff.
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Schiffswracks stellen, wenn sie in der richtigen Tiefe liegen, eine gute Besiedlungsfläche für Korallen dar.
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Schiffswrack der USS Liberty mit Korallenbewuchs
Wachstum, Pflege und Schutz
Korallenlarven siedeln gern auf sauberem Kalk, denn Mineralakkretion ist genau das, was sie suchen. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Besiedlungsdichte mit natürlichen Korallen. Das künstliche Riff zieht das Leben an, ähnlich wie eine Oase in der Wüste. Nach einiger Zeit sind alle Arten zu beobachten, die auch auf natürlichen Riffen vorkommen. Es ist keine Art bekannt, die mit dem Leben auf der künstlichen Form nicht zurechtkommt. Stattdessen gibt es einige Organismen auf dem neu entstandenen Kalksteinskelett, die den Korallen den Lebensraum streitig machen. Zu diesen zählen Muscheln, Seepocken, Algen, Schwämme und einige weitere Arten. Sie müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden, bis sich genügend Korallen angesiedelt haben.
Je länger ein Projekt läuft, desto mehr Korallen lassen sich auf der Konstruktion nieder. Schaltet man nach einiger Zeit den Strom ab, lebt das künstliche Riff auch ohne die externe Energiezufuhr weiter. Es wächst dann nur sehr viel langsamer.
Künstliche Riffe werden in Tiefen von 5 bis 25 Metern gebaut. In dieser Tiefe wachsen die Korallen am besten, da es hell genug ist und sie die Boote der Touristen und Fischer nicht behindern.
Auf dem Bild:
Mit Schwämmen und Kalkrotalgen bewachsenes Schiffswrack.
Solche Wracks können sich zu wertvollen Ökosystemen entwickeln. Sie bieten nicht nur eine Besiedlungsfläche für Korallen und andere marine Organismen, sondern auch Rückzugsorte für Fischschwärme.
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