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Reise und Tourismus

21. September 2017 | 14:30 Uhr

Ozeanographie : Ein Meer von Blau?

vom
Aus der Redaktion der Zeitung für die Landeshauptstadt

Ozeanographen können aus der Wasserfarbe wichtige Informationen für ihre Arbeit gewinnen.

svz.de von
erstellt am 22.Jul.2017 | 16:00 Uhr

Ist das Meer wirklich blau, weil sich der blaue Himmel darin spiegelt? Nord- und Ostsee sind doch eher grau-braun – und zwar auch bei strahlendem Sonnenschein und wolkenlosem Himmel. In der Karibik gibt es herrlich türkisfarbene Flachwasserzonen - ganz ohne türkises Firmament. Ja, der Ozean kann sogar knallrot sein. Ein Sonnenuntergang, der sich in der Wasseroberfläche spiegeln könnte, ist dazu nicht notwendig. Und ein leuchtend grünes Meer gibt es keinesfalls nur unter einem grünen Polarlicht.

Die Theorie von dem sich spiegelnden blauen Himmel ist heute dann auch längst überholt. Dr. Herbert Siegel vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung kennt die farblichen Nuancen der Ozeane besser: „Die Farbe des Meeres entsteht durch die Wechselwirkung der einfallenden Sonnenstrahlung mit dem Meereswasser und den darin gelösten und schwebenden Wasserinhaltsstoffen.“ Das Sonnenlicht wird nämlich nur zu einem geringen Teil direkt an der Wasseroberfläche reflektiert. Der überwiegende Teil des Lichts dringt in das Wasser ein. „In klarstem Ozeanwasser, in dem keine optisch wirksamen Wasserinhaltsstoffe enthalten sind, bestimmt die Absorption des reinen Meerwassers und die Rückstreuung an den Wassermolekülen die Wasserfarbe“, sagt der Warnemünder Ozeanograph. Mit anderen Worten: Der blaue Farbeindruck des Wassers entsteht, weil das Wasser rotes Licht absorbiert und die Wassermoleküle dann den blauen Anteil des Sonnenlichts in alle Richtungen streuen – unter anderem auch zurück an die Wasseroberfläche und bis in unsere Augen hinein.

Die weiteren Farben des Regenbogens, aus denen sich das Sonnenlicht zusammensetzt, wie etwa das Rot, bekommen wir gar nicht erst zu sehen, da es von den Wassermolekülen absorbiert wird, um nicht zu sagen: geschluckt. Das Blau wird sogar umso intensiver, je tiefer das Wasser ist, denn desto mehr Wassermoleküle sind beteiligt. Das ist übrigens auch der Grund, warum das Wasser im Swimmingpool nicht blau aussieht – der Pool ist einfach nicht tief genug.

Das klare Ozeanwasser, das sich beispielsweise in der Sargassosee im Atlantik findet, gibt es allerdings längst nicht überall auf der Welt. Weil durch die Flüsse viele optisch wirksame Inhaltsstoffe eingetragen werden beziehungsweise Planktonblüten entstehen, gibt es nicht überall Blauwassergebiete. „Verfälscht werden kann die Wasserfarbe durch den Meeresboden im Flachwasserbereich, durch Substanzen auf der Oberfläche oder durch Oberflächenreflexionen. Deshalb erscheint die Ostsee blau-grau, weil wir von der Promenade aus die Reflexion des Himmels sehen, und erst, wenn wir vom Steg senkrecht in das Wasser schauen, können wir die wirkliche grüne Farbe erkennen“, sagt Herbert Siegel.

Satellitenaufnahmen ermöglichen es, Rückschlüsse von der Farbe der Ozeane auf deren Inhaltsstoffe zu ziehen. Vor allem die Färbung, die durch Plankton entsteht, haben die Forscher im Auge. Das pflanzliche Phytoplankton spielt hier eine wichtige Rolle. Manchen Forschern gilt es gar als „wichtigster Organismus der Welt“. Zum Einen ist es als erstes Glied in der Nahrungskette die Voraussetzung für alles höhere Leben im Meer. Zum Anderen kommt ihm eine entscheidende Bedeutung für die Sauerstoffproduktion auf dem gesamten Globus zu.

Die Ozeanographen und Klimawissenschaftler, die sich Ende 2016 im italienischen Frascati auf dem Fachkongress „Colour and Light in the Ocean“ getroffen haben, gehen davon aus, dass die Ozeane zur Zeit über 25 Prozent des vom Menschen gemachten Kohlenstoffausstoßes absorbieren.

Darüber hinaus beziffern die Experten den Anteil des pflanzlichen Planktons an der weltweiten Sauerstoffproduktion auf bis zu 80 Prozent. Dieses pflanzliche Plankton kann nun je nach Art ganz unterschiedlich gefärbt sein und somit auch das Meereswasser entsprechend einfärben. So kann etwa die braune Farbe Aufschluss über die Blüte bestimmter Kieselalgen geben. Rötlichbraune Färbungen entstehen in der Ostsee unter anderem durch die mikroskopisch kleinen Prorocentrum minimum und in der Nordsee durch die Blüte von Noctiluca scintillans. Grün wird das Meerwasser durch das Chlorophyll gleich einer ganzen Reihe von Phytoplanktonarten. Einige Mikroalgen, wie etwa die Coccolithophoriden, haben Kalkskelette, die mit ihrer weißen Färbung das Grün in ein milchiges Türkis verwandeln können.

Anhand der Farben der Meere, die sich auf den Satellitenaufnahmen abzeichnen, können die Wissenschaftler wichtige Informationen über das Auftreten, die Menge und die Verteilung des Phytoplanktons gewinnen. Daniel Boyce und sein Team von der Dalhousie University im kanadischen Halifax ermittelten in einer umfangreichen Studie, dass die Menge des Phytoplanktons in den letzten 110 Jahren weltweit um durchschnittlich mehr als ein Prozent im Jahr zurückgegangen ist. „Bisher können wir noch nicht absehen, welchen Effekt dieser Rückgang haben wird“, meint Boyce.

Da das Plankton so wichtig für die Meere, das Klima, ja, das Leben auf der gesamten Erde und somit letztendlich für uns alle ist, sind die Forscher durch diesen Rückgang aber entsprechend alarmiert. Welche Farbe die Zukunft hat, wird sich zeigen.

Von durchsichtig bis schwarz: die Farbpalette der Meere

  • Durchsichtig klar sieht das Wasser dort aus, wo es rein ist – also frei von Teilchen, die es durch Lichtstreuung milchig färben – und nicht tief genug, um blau zu erscheinen. Der Untergrund sorgt meist für den Farbeindruck, etwa im Flachwasser.
  • Blau (klares Ozeanwasser): Dort kommt es zur Streuung und Absorption des Sonnenlichts nur durch Wassermoleküle.
  • Grün: Für die Farbe sorgen das Chlorophyll des pflanzlichen Planktons und gelöste organische Substanzen. Auch Cyanobakterien können das Wasser bläulich-grün verfärben, in der Ostsee hell gelbbraun.
  • Türkis: Phytoplankton in flachem Wasser eines weißen Karibiksandstrandes. Manche Mikroalgen mit weißem Kalkskelett, wie etwa die Coccolithophoriden, machen aus grünem Wasser ein milchiges Türkis, auch in der Nordsee oder im Skagerrak.
  • Leuchtendes Blau-Grün: Meeresleuchten aufgrund von Bioluminiszens, verursacht unter anderem durch Dinoflagellaten wie Noctiluca scintillans und Pyrocystis noctiluca.
  • Gelb: Schwefelwasserstoffhaltiges Wasser, das zu Schwefel oxidiert.
  • Rot: Rötliche Färbungen können unter anderem durch Noctiluca scintillans entstehen.
  • Braun: Sedimente wie Sand, die das Licht in Eigenfarbe reflektieren. Auch die Blüte einiger Planktonarten, etwa Kieselalgen in der Nord- und Ostsee, kann das Wasser braun-grau einfärben.
  • Braun-Schwarz: Stark huminhaltiges Wasser aus Flüssen, das beim Abbau organischer Substanzen entsteht und über die Mündungen ins Meer spült, sorgt in der Ostsee mit für die gelbgrüne Farbe.
  • Schwarz: Öl auf der Wasseroberfläche. Stockdunkel ist es in der Tiefsee, in die kein Sonnenlicht mehr dringt.
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