Dem Mittelmeerprojekt und damit dem Mittelmeer helfen

Robert Hofrichter arbeitet derzeit gemeinsam mit etwa 100 Autoren und Unterstützern intensiv am Projekt „Das Mittelmeer“.

Dieses über 840 Seiten starke Buch soll zum Standardwerk werden für Jahrzehnte und das Bewusstsein von vielen Menschen über lange Zeit positiv prägen: zu mehr Eigenverantwortung, zu mehr Umweltbewusstsein, zur Anpassung unserer Konsumgewohnheiten.

Das Mittelmeer ist in vielerlei Hinsicht eine der faszinierendsten Regionen der Welt, allerdings auch das am längsten und stärksten beanspruchte aller Meere. Das Werk (und seine Nachfolgewerke) kann nur mit Hilfe vieler ehrenamtlicher Helfer und Sponsoren fertig werden. Wir laden jeden Liebhaber der Mittelmeerregion ein, uns dabei zu helfen, gleich ob Wissenschaftler einer der vielen relevanten Disziplinen, Taucher bzw. Unterwasserfotograf, Segler oder Meteorologe oder einfach nur jemand, dem die Zukunft des Mittelmeeres am Herzen liegt. Die Hilfe kann verschiedenster Natur sein und bis zu markanten Einzelereignissen reichen, die man fotografisch an Land, am Meer oder unter Wasser festgehalten hat.

Genauere Infos über Email bitte an mittelmeer@aon.at .

Näheres Infos zum Mittelmeerschutz siehe https://mare-mundi.org/unser-meer-unsere-sorge-die-charta-fuer-das-mittelmeer-in-5-sprachen/

 

Eine Beispiel für die vielen spannenden „Exkurse“ im Buch, welche die wissenschaftliche Materie auflockern:

 

Das türkisblaue Wasser des Mittelmeeres – ein wunderschöner Hinweis auf biologische Armut

 

von Robert Hofrichter

 

Kristallklares, strahlend blaues Wasser, von Felsen umsäumt und mit paradiesischen Traumstränden – so verführerisch lockt das Mittelmeer in Südfrankreich. Im europäischen Norden hingegen ist das Wasser oft weniger einladend: braun oder grau, allenfalls ganz schwach grün oder blau.

„Kristallklares, strahlend blaues Wasser“, solche Lobgesänge liest man häufig im Zusammenhang mit dem Mittelmeer. Dabei handelt es sich nicht bloß um ein Schlagwort der Werbeindustrie. Diese Schönheit können wir an vielen Stellen des Mediterrans tatsächlich bestaunen.

Dieser Beitrag räumt mit manchen weit verbreiteten Missverständnissen über dieses Blau auf: Wasser wäre grundsätzlich blau; manche Meere wären schmutzig, andere sauber; der Himmel sei aus dem gleichen Grund blau wie das Meer und das Meer wäre blau, weil sich darin der blaue Himmel spiegele.

Das mit der Spiegelung stimmt zwar zum Teil, wie sich auch weiße oder graue Wolken im Wasser spiegeln, doch macht das nur einen kleinen Bruchteil des Lichts aus, das von der Oberfläche des Meeres insgesamt zurückgeworfen wird. Die Antwort auf die Frage, warum das Mittelmeer so schön blau ist, liegt im wahrsten Sinne des Wortes tiefer. Tatsächlich hängt das hochgelobte tiefblaue Mittelmeerwasser mit Nährstoffarmut zusammen und in weiterer Folge mit Chlorophyllarmut durch wenig Phytoplankton.

Reines Wasser ist grundsätzlich durchscheinend-farblos und nicht blau. Davon kann sich jeder überzeugen, der ein Glas mit Leitungswasser füllt. Für alle weiteren Ausführungen brauchen wir etwas physikalisches Grundwissen: das weiß erscheinende Sonnenlicht setzt sich aus Schwingungen unterschiedlicher Wellenlängen zusammen, den Spektralfarben. Bei Blau sind die Wellen am kürzesten (um die 450 Nanometer), bei Rot am längsten (um die 600 bis 650 Nanometer). Dass im weißen Sonnenlicht alle Farben des Regenbogens verborgen sind, hat als erster Isaac Newton (1643–1727) bewiesen. Für ein tieferes Verständnis ebenso wichtig sind die physikalischen Erscheinungen der Streuung und der Absorption.

Wenn das Licht auf das Wasser trifft, wird je nach Einfallswinkel ein Teil davon an der Oberfläche reflektiert. Was an Strahlen durchkommt, wird an der Luft-Wasser-Grenze gebrochen. Gleich darunter beginnen die herumschwirrenden und schwingenden Wassermoleküle, zwischen den einzelnen Farben, also den unterschiedlichen Wellenlängen zu selektieren (siehe Abb. XX). Das langwellige rote Licht nehmen sie am leichtesten auf. Mit zunehmender Strecke, die das Licht im Wasser zurücklegt, absorbieren die Wasserteilchen nach und nach die meisten Farben. Vom weißen Sonnenlicht bleiben zuletzt nur die blauen Anteile übrig. Wie Taucher und Unterwasserfotografen aus eigener Erfahrung wissen, wird bereits in wenigen Metern Wassertiefe alles blau. Wer die Farbenpracht von Neptuns Reich auf Bildern zum Leben erwecken will, braucht Lampen und Blitzgeräte für seine Unterwasserkamera. Ähnlich verhält es sich in der Horizontale, etwa in Meereshöhlen (Blaue Grotten, vgl. Abb. XX), denn für die Absorption spielt es keine Rolle, ob sich das Licht vertikal in die Tiefe oder horizontal in eine Höhle ausbreitet. Nach einer gewissen Strecke bleiben nur die kurzwelligen, blauen Anteile des Sonnenlichts übrig. Die blaue Farbe wird schließlich aus der Tiefe des Wasserkörpers (oder aus der Höhle) zurückgestreut und zurückgeworfen. Was hingegen an Strahlung absorbiert, also von Wassermolekülen und Inhaltsstoffen geschluckt  und in Wärme umgewandelt wurde, kann nicht mehr zurückgestrahlt werden.

 

Zum Verständnis der Streuung hilft ein einfacher Vergleich. Stellen Sie sich einen einzelnen Wasserstrahl vor, der auf ein Hindernis trifft. Je nach Einfallswinkel des Strahls werden einzelne Wassertropfen und dünnere Wasserstrahlen in verschiedene Richtungen vom Hindernis zurückgeworfen. Der ursprüngliche Strahl wird gestreut. Aus einem dicken Bündel entstehen einzelne Wasserteilchen, die sich in alle Richtungen bewegen. So ähnlich ist es mit der Streuung von elektromagnetischen Wellen, in diesem Fall Licht. Wenn Licht auf die Wasserteilchen (Moleküle) im Meer trifft, wird ein Teil davon aus der geradlinigen Bahn geworfen und in unterschiedliche Richtungen gespiegelt. Wie dieses gestreute Licht dann aussieht, hängt wesentlich von der Wellenlänge des ursprünglichen Strahls ab. Aus den genannten Gründen spielt die Wassertiefe eine wesentliche Rolle für das wunderbare Blau eines Meeres. Ein Wasserglas bietet keine ausreichende Strecke, um die Rotanteile durch Absorbtion herauszufiltern, genauso wenig ein Schwimmbecken. Das Wasser erscheint uns so, wie es ist: transparent und farblos. Für Schwimmbecken gibt es die blaue Farbe zu kaufen.

Ganz anders als das blaue Mittelmeerwasser erklärt der Physiker den blauen Himmel. Der britische Physiker Lord Rayleigh (1842–1919) hat als erster erkannt, dass für das Blau des Himmels das physikalische Phänomen der Streuung (also nicht der Absorption wie im Wasser) wesentlich ist. Das Licht trifft hier auf Teilchen, die noch viel kleiner sind als die Wellenlänge der Strahlung selbst, nämlich die Gasmoleküle der Atmosphäre. Je kleiner die Teilchen, desto größer die Streuung. Staubkörnchen in der Atmosphäre spielen dabei keine Rolle; die winzigen Teilchen der Luft selbst reichen aus. Die Streuung des Lichts ist außerdem um so stärker, je geringer dessen Wellenlänge ist. Da blaues Licht eine geringere Wellenlänge hat als rotes, wird es stärker gestreut. In der Überlagerung aller gestreuten Farben dominiert tagsüber das Himmelsblau, obwohl die anderen Farben auch noch da sind. In den Morgen- und Abendstunden ist es anders. Das Licht muss bis zum Boden eine längere Wegstrecke durch die Atmosphäre zurücklegen. Dabei werden die Blauanteile weggestreut, die rötlichen Farben bleiben übrig.

Noch einmal anders entsteht die Farbe von Wolken. Ihre Wassertropfen oder Eiskristalle sind um Welten größer als die Wellenlänge des Lichts. Deshalb kommt es zu keiner Rayleigh-Streuung zu Blau. Stattdessen werden an diesen großen Partikeln alle Wellenlängen des Sonnenlichts gleichermaßen reflektiert, so dass uns Wolken weiß erscheinen.

All die Farben des Himmels spiegeln sich natürlich in der Oberfläche des Wassers und verstärken sein tiefes Blau oder schwächen es bei dichter Bewölkung ab. Doch die wirkliche Ursache des Meeresblaus ist die Absorption und anschließende Streuung des blauen Restlichts.

Bei den bisherigen Überlegungen sind wir von klarem Wasser ausgegangen. Tatsächlich hat das Mittelmeer von West nach Ost ein immer transparenteres Wasser,  weil es nährstoffarm (oligotroph) ist. Das tiefblaue Wasser der offenen See des Levantinischen Beckens südlich von Kreta weist einen extrem niedrigen Chlorophyllgehalt von 0,06 mg/m3 auf. Chlorophyll ist im photosynthetisch aktiven Phytoplankton enthalten, dessen geringe Menge ein Spiegel der ebenso geringen Nährstoffkonzentrationen ist. In der Folge gibt es auch weniger Zooplankton (welches sich vom Phytoplankton ernährt) und  weniger von den nächsten Gliedern im Nahrungsnetz. Das nährstoffarme Mittelmeer hat eine geringe Produktivität, ganz anders als beispielsweise die braune Nordsee. Das östliche Mittelmeer zählt gar zu den nährstoffärmsten Meeren unseres Planeten. Die einzigen regionalen Ausnahmen sind Flussmündungen, wie einst die des Nils.

Chlorophyll liefert ein Beispiel dafür, dass winzige Lebewesen das Wasser mit ihren Pigmenten einfärben können (vgl. Abb. XX). Dann handelt es sich nicht mehr um glasklares Meerwasser, und die Farbe muss nicht mehr Tiefblau sein. Je mehr Dünger einem Meer zur Verfügung steht, desto produktiver ist es. Seine Planktondichten sind hoch. Deshalb sehen wir das Wasser in den Farben der enthaltenen Farbstoffe. Am deutlichsten wird das bei den sogenannten Algenblüten (algal blooms), wenn sich Kleinstlebewesen plötzlich massenhaft vermehren.

Nicht nur Lebewesen können dem Meer seine Farbe geben. Auch anorganische Bestandteile wie feine Sedimente und Schwebstoffe  färben es. Darum spricht man in Südostasien zum Beispiel vom Gelben Meer. Große Flüsse mit hoher Sandfracht lassen ganze Meeresbereiche in verschiedenen Farben erscheinen. Viele Partikel und viel Plankton streuen in solchen Gewässern auch andere Farben als nur Blau zurück. Doch sowohl die Wasserspende als auch die Sedimentfracht des Nils, des einzigen großen Zuflusses des Levantinischen Beckens, schwinden. Mit wenigen Nährstoffen ausgestattet können hier nur geringe Dichten an Plankton leben und das glasklare Wasser erscheint blau. Was in der Tourismuswerbung so schön nach perfektem Meer aussieht, zum Baden einlädt und Sehnsüchte weckt, ist biologisch gesehen unproduktiv. Blau ist die Wüstenfarbe der Meere! Ein solches Meer könnte die mehrere hundert Millionen Küstenbewohner unseres Planeten niemals ernähren.

 

Fotos (Robert Hofrichter)

blaue Meereshöhlen Mittelmeer

Eine der unzähligen Blauen Grotten (ital. Grotta Azzurra, kroat: Modra špilja) des Mittelmeeres in Griechenland. Das Licht dringt durch einen engen Spalt oder erst mehrere Meter unterhalb des Meeresspiegels in die Höhle ein und muss daher einen gewissen Weg zurücklegen, der ausreicht, um eine Absorption der roten Farbanteile zu bewirken. Das Innere der Grotte erscheint in einem blauen Farbton. Die Absorption wirkt in jede Richtung, also auch in die Horizontale. Die Schönheit dieser Grotten könnte man kaum eindrücklicher schildern als Mark Twain über das Blau der Grotta Azzurra von Capri (1869): „Das Wasser dieses ruhigen unterirdischen Sees ist vom strahlendsten, lieblichsten Blau, das man sich vorstellen kann. Es ist so durchsichtig wie Spiegelglas, und seine Farbe würde den leuchtendsten Himmel beschämen, der sich je über Italien wölbte. Kein Farbton könnte hinreißender sein, kein Glanz herrlicher. Wirft man einen Stein ins Wasser, so lassen die Myriaden winziger Bläschen, die sich bilden, ein strahlend helles Licht auflodern wie ein blaues Bühnenfeuer. Taucht man ein Ruder ein, wird sein Blatt zu prächtigem Rauhsilber mit einem blauen Schimmer.“ (Reise durch die alte Welt) Wie an mehreren Stellen dieses Buches betont, stört der Mensch durch die Besuche solcher Höhlen bedrohte Tierarten wie die Mönchsrobbe massiv – selbst in ihren letzten Rückzugsgebieten findet sie keinen Platz mehr für die Aufzucht ihrer Jungen.

 

Barrakudas

Der Fotograf hat sein Blitzlicht in etwa 14 m Tiefe zu schwach eingestellt. Die Rotanteile des Sonnenlichts sind trotz des glasklaren Wassers bei Cabrera (Balearen) bereits absorbiert, so dass die Barrakudas oder Pfeilhechte (Sphyraena sp., Sphyraenidae) in einem blaue Schimmer erscheinen.

 

lebensarme Unterwasserlandschaft

Auch diese wenig bewachsene Landschaft in etwa 10 m Tiefe wurde nicht richtig ausgeleuchtet. Die Absorbtion der roten Lichtanteile macht sich massiv bemerkbar.

 

Echinaster und Ophidiaster

Rote Seesterne aus dem Mittelmeer (Echinaster und Ophidiaster): Diesmal hat der Fotograf ausreichend belichtet.

 

Die Rolle der Reflexion:

Die folgende Aufnahme zeigt die Spiegelung bunter Boote im Hafenbecken von Krk kurz vor Sonnenuntergang. Der Wasserkörper selbst ist bereits dunkel, weil durch den schrägen Lichteinfall des Sonnenlichts wenig davon in das Wasser eindringt, der größere Teil wir reflektiert.

Spiegelung Boote in Krk

Die Meeresoberfläche wirkt wie ein Spiegel, ähnlich wie wenn man im Zug nachts aus dem Fenster schaut (außen dunkel, innen hell) und dabei sich selbst sieht. Die bunten Farben der Boote spiegeln sich in den kleinen Wellen des Meeres und zeichnen surrealistische Muster.

 

Spiegelung Wolken

Weiße Wolke spiegelt sich im Meer, in dem ein Tümmler schwimmt. Reflexion spielt also eine Rolle. Das tiefblaue Wasser des Meeres kommt aber durch Absorption und Streuung des blauen Lichts zustande.

 

In der ersten Juniwoche 2017 rückte Istanbul in den Mittelpunkt des Interesses der Weltpresse. Im Rampenlicht stand die Mikroalge Emiliania huxleyi (Coccolithophora), die mit mikroskopisch kleinen Calcit-Scheibchen bedeckt ist und auf Mikroskop-Aufnahmen wunderschön aussieht.

Diese weltweit verbreitete (Kalk-)Mikroalge aus dem marinen Phytoplankton ist eine Schlüsselspezies im Ökosystem Ozean. Ihr verdanken wir ein Drittel der meeresgebundenen Produktion von Calciumcarbonat. Damit hilft sie uns, das überschüssige Kohlendioxid aus der Luft loszuwerden. Dieses wird durch die photosynthetische Aktivität der Mikroalge biologisch gebunden und schließlich nach ihrem Absterben ins Meer entsorgt. Meeresbiologen nennen den Vorgang biologische Kohlenstoffpumpe. E. huxleyi übernimmt auf diesem Weg 50 Prozent der weltweiten Entsorgungsleistung. Bei reichlich Dünger, günstigen Temperaturen und genug Sonneneinstrahlung können sich diese Algen explosionsartig in unvorstellbaren Mengen vermehren: zu Millionen in jedem Kubikmeter Wasser bedecken sie Flächen, die 100.000 Quadratkilometer übersteigen können. Ein solches Phänomen bestaunten die Bewohner von Istanbul. Das Wasser des Bosporus wechselte von seinem gewöhnlichen Blau zum milchigen Türkis der Kalkalge.

Der Bosporus Juni 2017

Selbst aus dem All können Satelliten oder die Raumstation ISS solche Algenblüten beobachten. Satellitenbilder der US-Weltraumbehörde NASA zeigten auch weite Teile des Schwarzen Meeres in dieser ungewöhnlichen Farbe.

 

Bericht und Bilder: Dr. Robert Hofrichter

 

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