Forschungsprojekte in der Paläontologie:Paläontologie im 5. Rahmenprogramm der Europäischen Union: Das ACES Projekt (Atlantic Coral Ecosystem Study)Von André Freiwald, Erlangen
Tiefwasserkorallen bilden eine außerordentlich ausgedehnte Riffprovinz in 250 bis 1200m Wassertiefe, die sich unabhängig von den oberflächennahen Klimazonen vom Nordatlantik (Norwegen) bis weit in den Südatlantik (Zaire) erstreckt. Diese Riffe bilden Zentren von außerordentlich hoher Biodiversität an den Kontinentalrändern. Die Riffbildungsprozesse sind mit einer außerordentlich hohen Schlammakkumulation verbunden, die zur Bildung von übersteilen, z.T. 150m hohen Mounds führt. ACES konzentriert sich auf spektakuläre Riffcluster zwischen 43° und 64° nördlicher Breite entlang des NW europäischen Kontinentalrandes. Dadurch können riffbildende Prozesse auf zuvor vergletscherten und nicht-vergletscherten Breiten vergleichend untersucht werden. Folgende drei inhaltlich stark vernetzte Teilprojekte bilden das Herz von ACES: Kartierung der unterschiedlichen Riffstrukturen, ihrer molekular-genetischen Variabilität und Abschätzung des Riffbildungspotentials In diesem Teilprojekt arbeiten Paläontologen, Genetiker und Geophysiker zusammen. Als Grundlage für alle weiteren Aktivitäten von ACES und darüber hinaus müssen zunächst präzise Riffkarten mit geophysikalischen Methoden erstellt werden, um die Geometrie, strukturelle Variabilität und Zonierung zu visualisieren. Wir sind dabei, den ersten digitalen Tiefwasser-Riffatlas zu kompilieren und weisen bereits jetzt auf die Existenz eines großen Spektrums von Riffstrukturen hin. Diese Variabilität von Riffstrukturen wird mit geochemischen Methoden (stabile und radiogene Isotope) auf ihr jeweiliges (geologisches) Alter und ihre jährlichen Akkretionsraten untersucht. Besonders hervorzuheben ist die Verknüpfung von geophysikalisch-kartierenden Methoden mit molekular- genetischen Techniken. Eine genetische Bestandsaufnahme der riffbildenden Organismen erlaubt Rückschlüsse auf die Homogenität des Genpools und weist auf rezente und ehemalige Migrationspfade der Korallen hin. Erfassung physikalisch ozeanographischer Parameter und ihr Einfluß auf bodennahe Grenzschichten in den Riffgebieten In diesem Teilprojekt arbeiten Ozeanographen und Biochemiker zusammen, um steuernde Umweltparameter zu entschlüsseln. Die Riffe entlang der Kontinentalhänge existieren zwar insgesamt in einem erstaunlich weiten bathymetrischen Intervall von 250 bis 1200m Wassertiefe. Regional betrachtet, gruppieren sich die Riffe jedoch in einem auffallend engen Tiefenintervall, das eine Bindung an die Zwischenwassermassen- Zirkulation erkennen läßt. Unsere abgesetzten, sondenbestückten Verankerungen belegen, daß diese Korallenfenster sich durch enorm hohe hydrodynamische Regimes auszeichnen. Dazu gehören Interne Wellen an der Scherzone unterschiedlicher Wassermassen und barotrophe Gezeitenwellen von mehr als 40cm/s Geschwindigkeit. Diese Wellenfronten beeinflussen nachhaltig den Partikelfluß der bodennahen Grenzschicht, einer wichtigen Nährstoff- und Nahrungsquelle in der aphotischen Zone. Mit aufwendigen Bodenlandern, die ähnlich selbsttätig wie abgesetzte Sonden auf fernen Planeten operieren, werden in längeren Zeitintervallen zahlreiche physikalische Parameter sowie die Qualität und Quantität der Partikelströme in den Riffen aufgezeichnet. Ferner sind unsere Sonden dafür ausgerüstet, um Austauschprozesse mit der tiefen Biosphäre, z.B. über Methanseeps, nachzuweisen. Erfassung des Riffsystems in seiner ökologischen Dynamik einschließlich der Sensitivität der riffbildenden Korallen gegenüber natürlichen und anthropogenen Störungen In diesem Teilprojekt arbeiten Paläontologen und Benthosökologen zusammen, um zunächst einmal die Biodiversität und Einnischung von Arten in den unterschiedlichen Arbeitsgebieten zu kompilieren. Dabei wird Wert auf standardisierte Probennahme gelegt, wobei die Art der Probennahme möglichst wenig Schäden am Riff erzeugen soll und vorzugsweise durch videogesteuerte Greifer, Tauchbooten oder ROVs erfolgt. Aufgrund der im TP 1 erzeugten Karten können wir nun typische Artenvergesellschaftungen in den verschiedenen Riffarealen zuordnen und vor dem Hintergrund der im TP 2 gewonnenen Umweltdaten diskutieren. Die Biodiversitätskartierung in Tiefwasserriffen bildet eine wichtige Grundlage zur nachhaltigen Nutzung dieses Ökosystems und einer — wie bisher – unkontrollierten Ausbeutung, z.B. durch zerstörerische Bodenfischerei, Einhalt zu gewähren.
Die Ergebnisse von ACES strahlen in verschiedene Bereiche aus. Unser Wissen um ökologische Prozesse am Kontinentalhang sowie um die Verbreitung von Ökosystemen entlang des Kontinentalhanges, auch aus evolutionsbiologischer Sicht als Abbild der tiefen marinen Zirkulation, wird wesentlich verbessert werden. Schließlich werden Rahmenrichtlinien zur nachhaltigen Nutzung dieser Ökosysteme für potentielle Nutzer entwickelt und angeboten, um einen schonenden Umgang dieser biologischen Resource bei einer intensivierten Nutzung der wirtschaftlichen Resourcen (Hochseefischerei, Rohstoffwirtschaft) zu gewährleisten. Nicht zuletzt bieten die Tiefwasserriffe ein Fenster in die Erdgeschichte als Beispiel für "atypische" Riffe und für die Genese von Mud Mounds. Autor: Prof. Dr. André Freiwald, Institut für Paläontologie, Universität Erlangen-Nürnberg
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Grundlagenforschung, speziell aus dem Bereich der Paläontologie, hat es in diesen Zeiten nicht einfach, die Forschungsinstrumente der sogenannten Rahmenprogramme der Europäischen Union für sich zu nutzen. Seit einem Jahr ist das anders und die Paläontologie segelt mit ACES im 5. Rahmenprogramm (2000-2003) unter der Leitaktion "Nachhaltige Nutzung mariner Ökosysteme" mit 4,2 Millionen DM Fördermitteln der EU mit. ACES wird koordiniert in der Tübinger Paläontologie. Neben Teams aus Deutschland (Erlangen, Heidelberg) arbeiten neun weitere Partner aus Irland (Dublin, Cork, Galway), Holland (Texel), Großbritannien (Southampton, Dunstuffnage, Liverpool) und Schweden (Göteburg) mit insgesamt 30 Wissenschaftlern am Gelingen des Projektes mit. Bereits nach Ablauf des ersten Projektjahres konnten 15 Schiffsausfahrten erfolgreich durchgeführt werden. Damit stellt ACES die weltweit umfassenste Initiative zur Erforschung der Geobiologie von Tiefwasser-Riffen dar.
