Entstehung des Great Barrier Reefs geklärt

Das Great Barrier Reef in Australien ist das größte Korallenriff der Erde. Doch wann und wie es dazu kam, war bisher nicht klar. Diese Frage könnten Wissenschaftler nun geklärt haben. Folglich war die Entstehung des Riffs wahrscheinlich eng mit der Entstehung von Fraser Island verbunden, einer hakenförmig vorspringenden Sandinsel vor der Ostküste Australiens. Die Datierung zeigt, dass diese Insel vor 1,2 bis 0,7 Millionen Jahren als Folge von Meeresspiegelschwankungen und veränderten Sedimentflüssen entstanden ist. Dadurch entstand eine Barriere, die den Meeresraum nördlich der Insel von neuem angeschwemmten Sand freihielt – und so die Ansiedlung von Korallen ermöglichte.

Das Great Barrier Reef vor der Ostküste Australiens erstreckt sich über 2.300 Kilometer Länge und ist damit größer als jedes andere Korallenriffgebiet der Erde. Aufgrund der einzigartigen Artenvielfalt und Schönheit dieser Rifflandschaft gehört sie zum UNESCO-Weltkulturerbe. Doch so berühmt das Great Barrier Reef auch ist, seine Ursprünge bleiben unklar. „Die Entstehung des Riffs und der dafür verantwortliche Mechanismus sind noch nicht aufgeklärt“, schreiben Daniel Ellerton von der Universität Stockholm und seine Kollegen. Einer der Gründe dafür sind Unstimmigkeiten im möglichen Entstehungszeitpunkt: Die geologischen Bedingungen für das Korallenriff bestehen seit etwa 25 Millionen Jahren vor Ostaustralien. Bis dahin war Australien so weit nach Norden vorgerückt, dass die für tropische Korallen notwendigen warmen Wassertemperaturen spätestens seit etwa fünf Millionen Jahren bestanden. Trotzdem deutet die Datierung von Proben aus dem Riff darauf hin, dass es viel später, vor etwa 450.000 Jahren, entstanden ist.

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Sandtransport im Fokus

Um diesen Widerspruch aufzuklären, untersuchten Ellerton und sein Team eine weitere mögliche Voraussetzung für die Riffbildung: den Sandtransport auf dem australischen Schelf. Denn wenn immer wieder zu viel Sand eingespült wird, stört das die Haltung der Korallen und hemmt die Bildung neuer Riffe. Die Forscher untersuchten daher, welche Rolle die Entstehung von Fraser Island, der größten Sandinsel der Welt, für den Sandtransport im Gebiet des Great Barrier Reef spielte. Diese hakenförmig vorspringende Insel vor der Küste Ostaustraliens ist Teil einer großen Zone von Sandbänken und Dünen im Südosten von Queensland und Teil einer der größten Schwemmlandablagerungen der Erde. Laut den Forschern bewegen die vorherrschenden Meeresströmungen rund 500.000 Kubikmeter Sand pro Jahr.

Der meiste Sand, der an Australiens Ostküste angespült wird, wird nach Norden geleitet. Auf der Ostseite der nach außen gerichteten Insel Fraser Island wird dieser angeschwemmte Sand jedoch von der Küste weggeleitet und an die Schelfkante transportiert. Dadurch fungiert die Insel als eine Art Sichtschutz und hält den größten Teil des alluvialen Sandes vom Great Barrier Reef weiter nördlich fern. „Die Bildung von Fraser Island verhinderte einen weiteren Sandtransport die Küste hinauf nach Norden – und damit in das Gebiet, in dem heute das Great Barrier Reef liegt“, erklärt Co-Autorin Tammy Rittenour von der Utah State University.
Um herauszufinden, wie lange es Fraser Island schon gibt, nahmen sie und ihre Kollegen Sedimentkerne von der Insel und datierten sie mit der Methode der optisch stimulierten Lumineszenz (OSL). Mit dieser Methode lässt sich feststellen, wann ein Sandkorn zuletzt Licht ausgesetzt war. In diesem Fall zeigt es, wann der Sand angespült und aufgehäuft wurde.

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Die Inselbildung machte den Weg für Korallen frei

„Wir fanden heraus, dass sich die Sandinsel und die Dünenfelder vor 1,2 bis 0,7 Millionen Jahren zu bilden begannen“, berichtet das Forschungsteam. Damals durchlebte die Erde eine Zeit unterschiedlicher klimatischer Bedingungen, als wachsende und schrumpfende Gletscher aus den frühen Eiszeiten den Meeresspiegel stark schwanken ließen. Diese Schwankungen wirkten sich auch auf Meeresströmungen und den Sandtransport vor der Küste Ostaustraliens aus. „Die Schwankungen des Meeresspiegels bewirkten eine Umverteilung des Sediments auf dem Festlandsockel“, erklärt Rittenour. In der Folge türmten sich in Küstennähe immer höhere Sedimentmassen auf, die im Laufe der Zeit Fraser Island und die umliegenden Sandbänke und Dünen bildeten.

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Dies war den Forschern zufolge auch der entscheidende Antrieb für die Entstehung des Great Barrier Reef. Aufgrund dieser neu gebildeten Barriere verlangsamte sich der Sandtransport nach Norden, und der Bereich des heutigen Riffs bot den Korallen nun günstigere Bedingungen zur Ansiedlung. „Die Bildung von Fraser Island war ein notwendiger Schritt, um die Bildung des südlichen und zentralen Teils des Great Barrier Reef zu ermöglichen“, sagen Ellerton und seine Kollegen. Das könnte auch erklären, warum dieses Korallenriff so viel später entstanden ist, als es aus rein geologischer und klimatischer Sicht möglich gewesen wäre. „Diese bedeutenden Erkenntnisse verändern unsere Sicht auf küstennahe Sedimentsysteme“, sagt Rittenour.

Quelle: Daniel Ellerton (Universität Stockholm) et al., Nature Geoscience, doi: 10.1038/s41561-022-01062-6

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