Warum ist die Ocean Twilight Zone wichtig?
Die Ocean Twilight Zone erbringt wichtige Ökosystemleistungen, einschließlich der Unterstützung von Nahrungsnetzen im Ozean und der kommerziellen Fischerei sowie der Übertragung von Kohlendioxid in die Tiefsee.
Wie unterstützt die Twilight Zone die Nahrungsnetze der Ozeane?
Die Fülle des Lebens in der Twilight Zone unterstützt ein komplexes Nahrungsnetz mit Verbindungen sowohl zum tiefen Ozean als auch zur Oberfläche. Tote Tiere und mariner „Schnee“ — Klumpen von totem Plankton, Bakterien, Fäkalpellets und anderen Partikeln, die reich an organischem Kohlenstoff sind — sinken von Oberflächengewässern durch die Dämmerungszone in den tiefen Ozean und liefern Nahrung für Tiere der Dämmerungszone. Einige Bewohner der Dämmerungszone wandern an die Oberfläche, um sich jede Nacht zu ernähren, und kehren dann tagsüber in tiefere Gewässer zurück. Umgekehrt hat das Satelliten-Tagging gezeigt, dass Wale, Thunfische, Schwertfische, Haie und andere Top-Raubtiere tief in die Dämmerungszone eintauchen, um sich zu ernähren. Da Menschen diese Raubtiere für ihre ökologischen, kommerziellen und ernährungsphysiologischen Vorteile schätzen, sind wir auch von der Twilight Zone abhängig.
Wie hilft die Dämmerungszone, Kohlendioxid aus der Atmosphäre fernzuhalten?Der Ozean absorbiert etwa ein Viertel des Kohlendioxids, das menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre abgeben. Die Dämmerungszone spielt eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Kohlenstoff aus dem Oberflächenwasser in die Tiefsee und verhindert, dass er als wärmefangendes Treibhausgas in die Luft zurückkehrt. Der mehrstufige Prozess wird oft als „biologische Pumpe“ des Ozeans bezeichnet.“ In Oberflächengewässern, in denen es viel Licht gibt, nutzen winzige pflanzenähnliche Organismen namens Phytoplankton die Energie der Sonne, um Kohlendioxid in die Energie und Materie umzuwandeln, die es ihnen ermöglicht, zu wachsen. Phytoplankton wiederum wird Nahrung für kleine Tiere, die als Zooplankton bekannt sind und dann von Fischen und anderen Tieren gefressen werden.Ein Teil des Kohlenstoffs in Oberflächengewässern wird Teil einer Art Unterwasser-Schneesturm, der als Meeresschnee bekannt ist. Dieser „Schnee“ besteht jedoch aus Klumpen von totem Plankton, Bakterien, Fäkalpellets und anderen Partikeln, die reich an organischem Kohlenstoff sind und Nahrung für Tiere in der Dämmerungszone liefern.Ein weiterer schneller Weg für Kohlenstoff in tieferes Wasser ist die tägliche Migration von Twilight Zone-Tieren, die sich nachts in der Nähe der Oberfläche ernähren und dann den Kohlenstoff in ihrer Nahrung tagsüber wieder in die Twilight Zone bringen.Etwa 90 Prozent des Kohlenstoffs, der in die Dämmerungszone gelangt, bleibt dort, aber ein kleiner Prozentsatz davon sinkt in den tiefen Ozean, wenn Tiere sterben oder kohlenstoffreiche Fäkalien ausstoßen. Dort kann es Hunderte oder sogar Tausende von Jahren von der Atmosphäre isoliert bleiben.
Warum müssen wir so schnell wie möglich mehr über die Twilight Zone erfahren?Der biologische Reichtum der Twilight Zone macht sie zu einer potenziellen Nahrungsquelle für die wachsende menschliche Bevölkerung – und zu einem attraktiven zukünftigen Ziel für intensive kommerzielle Fischerei.
Dämmerzonenorganismen, die in Oberflächengewässer wandern, werden bereits im industriellen Maßstab von den Fischereiflotten von Ländern wie Norwegen und Japan geerntet. Jedes Jahr saugen Fabrikschiffe eine immer größere Menge kleiner Krebstiere in der Dämmerungszone auf – Copepoden und Krill. Ein Teil der Ernte fließt in Fischpaste für den direkten menschlichen Verzehr, Der größte Teil wird jedoch zu Fischmehl gemahlen, um die Ausweitung der Aquakultur zu unterstützen, oder zur Verwendung in Tiernahrung oder in „nutrazeutischen“ Ölen verarbeitet.
Die Freiwasserfischerei fernab von Land ist derzeit weitgehend unreguliert, und wir wissen noch nicht genug, um sicherzustellen, dass die potenzielle Gewinnung von Fischerei aus der Twilight Zone nachhaltig wäre. Dennoch haben Länder wie Norwegen und Pakistan bereits Lizenzen erteilt, um mit dem Fischen in der Twilight Zone zu beginnen. Die Arbeiten begannen 2018 im Rahmen des Seerechtsübereinkommens der Vereinten Nationen zur Förderung der Erhaltung und nachhaltigen Nutzung der marinen biologischen Vielfalt in Gebieten außerhalb der nationalen Gerichtsbarkeit, aber die Bemühungen konzentrierten sich bisher auf die Verbesserung der Erhaltung der Oberflächenwasserfischerei und der genetischen Ressourcen des Meeresbodens, nicht der Dämmerungszone und ihrer wichtigen Ökosystemleistungen, die nicht gut verstanden werden.
Was müssen wir noch über die Twilight Zone herausfinden?
Um Auswirkungen der Überfischung zu vermeiden — wie dies bereits bei einigen Küstenfischereien wie dem Kabeljau im Nordwestatlantik der Fall war — müssen wir mehr über Twilight Zone-Tiere und ihre Wechselwirkungen wissen. Solche Informationen würden es den politischen Entscheidungsträgern ermöglichen, Vorschriften zum Schutz der Ökosysteme der Twilight Zone und der von ihnen abhängigen Oberflächenwasserarten zu entwerfen – und möglicherweise auch eine nachhaltige Ernte einiger Twilight Zone—Arten zu ermöglichen. Zu den noch zu beantwortenden Fragen gehören:
- Biomasse und Biodiversität: Welche Arten gibt es und in welchen Mengen?
- Lebensgeschichten und Verhaltensweisen: Wie lange leben Organismen in der Dämmerungszone? Wie schnell wachsen sie? In welchem Alter vermehren sie sich?
- Nahrungsnetze: Inwieweit sind große Meeresraubtiere wie Wale und Thunfische auf Organismen in der Dämmerzone als Nahrungsquelle angewiesen?
- Globaler Kohlenstoffkreislauf: Wie viel Kohlenstoff übertragen Tiere in der Dämmerungszone durch ihre tägliche Wanderung in die Tiefsee? Wie viel Kohlenstoff sinkt aus der Dämmerungszone in tiefere Gewässer auf Meeresschnee und in anderen Formen?
Warum wissen wir nicht mehr über die Twilight Zone?
Forscher haben bereits einige Informationen über die Twilight Zone mithilfe von akustischer Bildgebung, Netzen und Tauchbooten erhalten. Aber im Gegensatz zum Oberflächenozean, der mit dem Schiff erreichbar ist und aus der Ferne abgebildet werden kann, ist die Twilight Zone mit schiffsbasiertem Sonar nicht leicht zu untersuchen und kann nicht mit Satellitentechnologie abgebildet werden. Es erstreckt sich über ein riesiges Gebiet, das sich rund um den Globus erstreckt und sich schnell ändert, wenn sich Wasser und Tiere bewegen. Organismen in der Dämmerungszone sind ungleichmäßig verteilt und sind oft gut darin, Netze von Schiffen oder Kameras auf Unterwasserfahrzeugen zu vermeiden. Die Untersuchung der zahlreichen gallertartigen Organismen der Twilight Zone wie Quallen, Salpen und Siphonophoren ist besonders schwierig, da sie dazu neigen, in Netzen auseinanderzufallen und spezielle Beleuchtung benötigen, um fotografiert oder gefilmt zu werden.
Was kommt als nächstes für die Erforschung und Entdeckung der Twilight-Zone?
Im Jahr 2018 startete WHOI eine ehrgeizige Mission zur Erforschung und zum Verständnis der Ocean Twilight Zone mit einer Anfangsfinanzierung von 35 Millionen US-Dollar aus dem Audacious-Projekt. Die Bemühungen stützen sich auf das Fachwissen eines Teams von Wissenschaftlern und Ingenieuren, die Forschung, neue Technologien und ein breites öffentliches Engagement kombinieren.WHOI-Ingenieure entwickeln neue Plattformen und Fahrzeuge, die die Fähigkeit der Wissenschaftler verbessern werden, diese herausfordernde Region des Ozeans zu untersuchen. Sie werden modernste Akustik zur Erkennung von Tieren in der Dämmerungszone, hochauflösende Kamerasysteme zur Beobachtung ihres Verhaltens, Sensoren zur Messung der Umweltbedingungen und Probenahmegeräte zur Sammlung kleiner Organismen und Wasser zur Analyse enthalten. Die Forscher werden auch genetische Techniken und Satelliten-Tags verwenden, um biologische Hotspots zu identifizieren und die Nahrungsnetze in der Dämmerungszone besser zu verstehen.Durch die Kombination dieser und anderer neuer Technologien mit traditionelleren Methoden wie schiffsbasiertem Sonar und Netzschleppnetzen hoffen die Wissenschaftler und Ingenieure des WHOI, unser Verständnis der Twilight Zone und der darin lebenden Tiere schnell voranzutreiben.