Unglaubliche Aufnahmen von Phytoplanktonblüten aus dem Weltraum! Faszinierende Bilder aus dem Frühjahr 2024

In diesem Frühjahr waren an verschiedenen Orten der Welt Algenblüten zu beobachten. Die aus Phytoplankton bestehenden Schwärme färbten das sonst blaue Wasser grün, hellgrün oder in ein milchiges Türkisblau.

Phytoplankton im Clear Lake, Kalifornien, 15. Mai 2024. Bild: NASA Earth Observatory/Wanmei Liang

Im Mai konnten an verschiedenen Orten der Welt Phytoplanktonblüten beobachtet werden. Bei den Aufnahmen handelt es sich um Bilder von Erdbeobachtungssatelliten, beispielsweise vom PACE oder anderen Orbitern.

Bei Phytoplankton handelt es sich um mikroskopisch kleine, pflanzenähnliche Organismen, die oft in riesigen Schwärmen unter der Meeresoberfläche treiben. Mit ausreichend Kohlendioxid, Sonnenlicht und Nährstoffen versorgt können sie in großer Zahl wachsen. Phytoplankton bildet die Grundlage der aquatischen Nahrungskette und dient sowohl mikroskopisch kleinem Zooplankton bis hin zu Muscheln und Fischen als Nahrungsquelle.

Beispielsweise trübte Mitte Mai 2024 eine Algenblüte das Wasser des kalifornischen Clear Lakes. Der Clear Lake ist ein nährstoffreicher, eutropher See, der etwa 60 Meilen (100 Kilometer) nördlich der Bucht von San Francisco liegt und seit Langem große Algenpopulationen beherbergt, den Sedimenten zufolge seit dem Ende der letzten Eiszeit vor etwa 10.000 Jahren.

Menschlicher Einfluss sorgt für Ausbreitung schädlicher Arten

Der OLI-2 (Operational Land Imager-2) auf dem Satelliten Landsat 9 hatte die hellgrünen Strudel über dem See am 15. Mai aufgenommen. Die Blüte könnte sowohl blaugrüne Algen (Cyanobakterien) als auch andere Phytoplanktonarten enthalten.

Cyanobakterien sind einzellige Organismen, die auf Photosynthese angewiesen sind, um Sonnenlicht in Nahrung umzuwandeln. Einige von ihnen produzieren Microcystin, ein starkes Toxin, das die Haut reizen und Leber- und Nierenschäden verursachen kann. Von den insgesamt über 130 Algenarten im Clear Lake sind drei Blaualgenarten schädlich für die menschliche Gesundheit.

Durch die zunehmende Einleitung von Stoffen durch den Menschen haben in den letzten Jahren die schädlichen Algenblüten zugenommen. Dabei gelangen Nährstoffe wie Phosphor über Zuflüsse in den See und treiben das Algenwachstum an. Abwässer von nahegelegenen Bauernhöfen, Weinbergen, fehlerhaften Klärsystemen, Kiesgruben und einer stillgelegten Quecksilbermine im Tagebau tragen zur Problematik bei.

Keltische See — Algenblüte in der Keltischen See, 10. Mai 2024. Bild: NASA Earth Observatory/Michala Garrison

Auch in der Keltischen See durchzogen im Frühjahr 2024 Hunderte von Kilometern lange hellgrüne und blaue Schwärme die Gewässer. Mit zunehmend wärmerem Oberflächenwasser im Frühjahr und mehr Sonnenlicht treten häufig Phytoplanktonblüten in den nördlichen Meeren auf. Das MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) auf dem Aqua-Satelliten der NASA nahm am 10. Mai dieses Bild in natürlichen Farben auf.

Die Erwärmung im Frühjahr und Frühsommer schafft die Voraussetzungen für atemberaubende Blüten in nördlichen Gewässern wie der Keltischen See, der Nordsee und der Barentssee.

Am Anfang der Saison dominieren Kieselalgenblüten, weil das Wasser gut durchmischt ist und genügend Nährstoffe vorhanden sind. Kieselalgen mit ihren Kieselsäurehüllen und Chlorophyll färben das Oberflächenwasser grün. Wenn sich das Wasser erwärmt und schichtet, sind die Bedingungen günstiger für Coccolithophoren, eine andere Phytoplanktonart. Coccolithophoren sind mit stark reflektierendem Kalziumkarbonat gepanzert und färben das Oberflächenwasser in ein milchiges Türkisblau.

Die verschiedenen Farben in der Blüte könnten auf eine Mischung von Phytoplanktonarten hindeuten. Die Farben könnten ebenso von farbigen gelösten organischen Stoffen kommen, die das Meerwasser abhängig von der Konzentration grün, gelbgrün oder braun färben.

Das Bild aus dem Oman, wurde am 17. März 2024 vom OCI (Ocean Color Instrument) des NASA-Satelliten PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) aufgenommen. Es zeigt eine Szene mit roten (630 Nanometer), grünen (532 Nanometer) und blauen (465 Nanometer) Lichtwellenlängen. Dabei handelt es sich nicht um ein Bild mit natürlichen Farben im herkömmlichen Sinne, sondern es ist detaillierter als das, was die Augen sehen würden, aber die Merkmale sind sehr real.

Die Phytoplanktonblüte wurde durch turbulente Wirbel in dünne, wirbelnde Bänder gezogen. Das Bild „unterstreicht die Schönheit und Komplexität dieses Gebiets“, so Jeremy Werdell, PACE-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA.

Bei den grünen Strudeln handelt es sich wahrscheinlich um Noctiluca-Szintillane, eine Art mariner Dinoflagellaten, die bereits in der Vergangenheit hier gefunden wurden. Noctiluca-Blüten können weitreichende Konsequenzen für das Leben im Meer haben: Bakterien verbrauchen Sauerstoff, wenn sie das abgestorbene Phytoplankton abbauen, was zu Hypoxie und toten Zonen führen kann.

Bisher war die Bestimmung der Phytoplanktonarten in einer Blüte nur mit direkten Wasserproben möglich. Aber mit dem OCI, das zwischen Hunderten von Wellenlängen des Lichts unterscheiden kann, könnten Wissenschaftler bald Phytoplanktonarten aus dem Weltraum bestimmen.