Aktuelle Satellitendaten zeigen, dass helles, ungenutztes Licht von Gebäuden, Gewerbeobjekten und Straßenbeleuchtung jedes Jahr um 6 bis 8 Prozent an Reichweite und Intensität zunimmt. Künstliches Nachtlicht kommt mittlerweile an mehr als 22 Prozent aller Küsten der Erde vor. Ein Forscherteam aus England, Norwegen und Israel hat die am stärksten von Lichtverschmutzung betroffenen Meeresgebiete in einem globalen Atlas kartiert.
Die im Dezember 2021 im Wissenschaftsjournal Elementa: Science of the Anthropocene veröffentlichte Studie zeigt, dass in Tiefen von einem Meter bis zu 1,9 Millionen Quadratkilometern Küstengewässer, etwa der Fläche Mexikos, biologisch einflussreiche Mengen nächtlicher Feuerwerke enthalten. das Licht ist ausgesetzt.
Nachtlicht an der Küste
Besonders betroffen sind Regionen mit umfangreicher Offshore-Infrastruktur wie Bohrinseln oder Windparks, wie der Persische Golf und die Nordsee. Gerade 200 Meter über dem Ozean werden das Leben und viele biochemische Prozesse vom Licht und seiner spektralen Zusammensetzung bestimmt, sagt Tim Smyth, Erstautor der Studie und Ozeanograph an der University of Plymouth.
NASA-Erdobservatorium / Joshua Stevens; Smith TJ (Montage) Die Auswirkungen von künstlichem Nachtlicht in der Nordsee im April, dargestellt als kritischer Tiefenparameter
Die Meeresökologin Emily Fobert ist Mitglied des Australian Network for Ecological Research on Artificial Light (NERAL), das die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf die Meeresumwelt untersucht: „Marine life is strong in tune with light.“ natural daily, lunar and saisonal . Fahrräder. ” Lichtverschmutzung hat das Potenzial, viele Aspekte der Ökologie und Physiologie des Meereslebens erheblich zu stören.
Fobert hat untersucht, wie sich künstliches Nachtlicht auf die Fortpflanzung von Korallenfischen auswirkt. Seine Experimente zeigten, dass künstliches Licht in der Nacht einen wichtigen Reiz für das Schlüpfen von Fischen hemmen könnte.
Der LED-Trend verschärft das Problem
Die Dynamik wird in einem Labor in Lenga untersucht, einem chilenischen Fischerdorf etwa 15 Kilometer südlich der Stadt Concepción. Die Wissenschaftler Dario Dirks und Javier Vera-Duarte sammelten etwa 100 Muscheln der Art Mytilus chilensis in der Bucht. Muscheln sind eine Schlüsselart in Meeresökosystemen und bieten vielen Arten Nahrung und Schutz. Wissenschaftler Dirks erklärt: „Die möglichen Auswirkungen könnten zu einer Veränderung des Nahrungsnetzes und der Lebensgemeinschaften führen.“
Getty Images / iStockphoto / Niall_majury Muscheln bilden große Muschelbänke und spielen eine wichtige ökologische Rolle in den Ozeanen
Um zu untersuchen, wie künstliches Nachtlicht das Verhalten von Muscheln beeinflusst, werden Muscheln in ihren Aquarien mit LED-Lampen unterschiedlichen Lichtregimen ausgesetzt. LED-Leuchten haben ein kurzwelliges Spektrum, das häufig in der Straßenbeleuchtung verwendet wird.
Experten zufolge hat der globale LED-Trend im letzten Jahrzehnt das Problem der Lichtverschmutzung verschärft. Dies liegt daran, dass LEDs kurzwelliges (blaues) Licht aussenden, das den Schlaf-Wach-Zyklus und die langen Wildtierzyklen des Menschen stören kann. Dies ist auch bei der Untersuchung der Auswirkungen auf die Meeresumwelt relevant, da blaues Licht tiefer in das Wasser eindringt.
Muscheln als Turbofilter
Im Rahmen eines internationalen Forschungs- und Ausbildungsprogramms werden am Geomar Helmholtz Ozeanforschungszentrum in Kiel Laborexperimente mit Muscheln durchgeführt. Die Forschung wird über einen Zeitraum von sechs Monaten in sieben Küstenregionen von Finnland, Japan, Malaysia, Spanien, Chile, Island und Kap Verde durchgeführt.
Die aus verschiedenen Arten zusammengesetzte Gruppe der Muscheln ist in fast allen Meeren zu Hause und die Tiere filtern Algen, Plankton und Schwebstoffe und sorgen so für klareres Meerwasser. Koordiniert wird das Projekt vom Meeresökologen Mark Lenz vom Geomar. Er sagt im Interview mit ORF.at: „Alle zwei Wochen wird die gesamte Wassermenge im Wattenmeer durch Muscheln gefiltert, was ein Riesenerfolg ist.“
Frühere Labor- und Feldstudien zeigen, wie effektiv Muscheln als Wasserfilter sein können. 2018 untersuchten Forscher des Instituts für Küstensysteme des Helmholtz-Zentrums Hereon den Effekt der Filteraktivität südlich der Nordsee. Die Studie zeigt, dass Muscheln durch die Filtration die jährliche Algenproduktion, also die von Algen aus CO2 angesammelte Biomasse, im Durchschnitt um etwa zehn Prozent reduzieren konnten. Besonders deutlich war der Effekt an den Küsten (bis zu 40 Prozent).
Muscheln erhöhen die Biodiversität
Dunkelheit bietet Muscheln mehr Schutz vor Fressfeinden wie Seesternen und Krabben, sagt Lenz: „Künstliche Beleuchtung in der Nacht könnte dazu führen, dass Muscheln dazu neigen, geschlossen zu bleiben. Das könnte langfristig Populationen beeinträchtigen und Ökosysteme könnten sich verändern.“
Miesmuscheln bieten nicht nur Potenzial als Wasserfilter, sondern können auch die Biodiversität in Küstengewässern steigern, wie Studien in England zeigen. Die Meeresökologin Emma Sheehan von der Plymouth University untersucht seit 2013 die ökologischen Auswirkungen von Muscheln auf der Muschelfarm Shellfish Offshore an der Küste von Devon. Sheehan und sein Team beobachteten, dass Muscheln auch zur Wiederherstellung des degradierten Meeresbodens beitrugen.
Emma Sheehan Britische Forscher haben herausgefunden, dass Muscheln die Biodiversität erhöhen können
Die Muscheln haften an jeder festen Struktur, die sie im Wasser finden: im Fall der Muschelfarm an vier 220 Meter langen Seilen. Unter den Seilen haben sich ganze „Muschelhaufen“ gebildet, die anderen Meeresorganismen Lebensraum bieten. „Wir haben begonnen, Populationen von Hummer und Krabben zu beobachten, die vor dem Einsatz der Muschelseile nicht da waren“, sagte Sheehan gegenüber ORF.at.
Der Forscher glaubt, dass die Muschelzucht in Zukunft auch dazu beitragen könnte, Lebensräume und Artenvielfalt wiederherzustellen, die durch Umweltverschmutzung und schädliche Fischereipraktiken zerstört wurden.
Weitere Forschung ist erforderlich
Die heutigen Ozeane sind einer Vielzahl von menschengemachten Stressoren ausgesetzt. Globale Erwärmung, Überfischung und Verschmutzung durch Müll und Lärm beeinträchtigen das Leben im Meer. Meeresökologe Lenz: „Wir sehen, wie sich Ökosysteme und ihre Vielfalt verändern. Die Ursachen sind komplex und nicht immer eindeutig. Es geht darum, ein großes Puzzle zusammenzusetzen und in Experimenten herauszufinden, wie sich einzelne Stressoren auf Ökosysteme auswirken.“
Da Küstenstädte weiter wachsen, befürchten Forscher, dass die Lichtverschmutzung zunehmen wird. Schätzungen zufolge könnten bis 2060 mehr als eine Milliarde Menschen in Küstengebieten leben, was etwa einem Fünftel der derzeitigen Weltbevölkerung entspricht. Experimente mit Muscheln sollen laut Lenz dazu beitragen, die Auswirkungen der Lichtverschmutzung als potenziellen Stressor für Küstenökosysteme besser zu verstehen.