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Die Schelfmeere

Küsten- oder Schelfmeere umgeben die Kontinente und sind typischerweise flach: ihre kartographische Grenze liegt dort, wo die Wassertiefe am Kontinentalrand 200 Meter überschreitet. Im Durchschnitt liegen 70 bis 80 Kilometer zwischen der Küste und dem steilen Abstieg in noch größere Tiefen, in der ostsibirischen Chukchi-See können es aber 1.500 Kilometer sein. Der Meeresboden der Schelfmeere ist letztlich nichts anderes als die Fortsetzung der Kontinente unter Wasser und in der Vergangenheit – bei insgesamt niedrigerem Wasserstand während der Eiszeiten - lagen große Bereiche davon über dem Meeresspiegel.

 

Etwa 8 Prozent des Meeres liegt über einem Kontinentalschelf, wegen der geringen Tiefe enthält diese Bereich aber nur 0,2 Prozent des globalen Meerwassers. Doch stammen 99 Prozent der Weltfischerträge aus diesen Flachmeerbereichen und zwei Drittel aller Menschen siedeln an ihren Küsten in einem nur 60 Kilometer schmalen Küstenstreifen. Es ist der Teil der Meere, der am stärksten durch menschliches Handeln beeinträchtigt ist.

 

Die Schelfmeere umgeben die Kontinente und gehen ab einer Tiefe von ca. 200 Metern in die Kontinantalabhänge über. Der atlantische Schelf-Typ (oben) ist breiter als der pazifische (unten) und der Abhang fällt auf mäßige Tiefe ab.

Das Land beeinflusst die Randmeere

Ausdehnung, Neigung und Geologie der Kontinentalsockel werden durch zahlreiche Faktoren bestimmt, einschließlich der tektonischen Aktivität in der Erdkruste. Das Wasser der Randmeere stammt zwar aus den angrenzenden offenen Ozeanen, aber die Nähe der Kontinente und die Strömung der Gezeiten beeinflussen die Lebensbedingungen für Meerestiere und –pflanzen in den flachen Gewässern sehr wesentlich.

 

Die Sedimente sind im allgemeinen gröber und vielfältiger als in der Tiefsee. Sie sind teils biologischen Ursprungs, teils entstammen sie der Erosion des angrenzenden Kontinents. Im globalen Vergleich dominiert eine kleine Zahl vorwiegend tropischer Flüsse den Sediment-Eintrag vom Land ins Meer: mehr als 80% des von Flüssen eingetragenen Sediments wird in tropischen Gewässern abgelagert und schätzungsweise 40% davon allein durch die beiden Flusssysteme Huang He oder Gelber Fluss und den Ganges-Brahmaputra.

 

Vegetationsfreier Weichboden ist wahrscheinlich das am weitesten verbreitete Habitat der Schelfmeere, auch wenn Seegras und Algenteppiche wichtige Bereiche einnehmen. Korallenriffe zählen zweifellos zu den spektakulärsten Lebensräumen tropischer Schelfmeere und sie liegen vor allem dort, wo keine nennenswerten Mengen terrigener Sedimente eingetragen werden.

 

Zuflüsse von Süßwasser aus Niederschlägen und Flüssen oder eine starke Verdunstung bei hoher Sonneneinstrahlung beeinflussen Salzgehalt und Dichte des Meerwassers. Darüber hinaus kann die Wassertemperatur jahreszeitlich starken Schwankungen oder Extremwerten unterworfen sein und unter dem Einfluss des Windes kann – typisch für die Schelfmeere - eine bis zum Meeresboden reichende Durchmischung des Wassers erfolgen.

 

Bräunliche Sedimente werden von den Flüssen Ost-Chinas in das Gelbe Meer gespült. Die Nährstoff-Fracht des Flusswassers fördert die Blüte des Phytoplanktons in dem flachen Schelfmeer. (Photo: J. Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA/GSFC)

Nährstoffe vom Land und aus der Tiefe

Mit dem zuströmenden Wasser der Flüsse und über die Atmosphäre werden Nährstoffe und Spurenstoffe eingetragen, die besonders die Entwicklung des pflanzlichen Lebens in den lichtdurchfluteten Wasserschichten fördern und letztlich auch Ernährungsgrundlage für den Fischreichtum der Schelfmeere sind.

 

Allerdings ist der übermäßige Eintrag von Nährstoffen, die vor allem aus privaten Haushalten, Landwirtschaft und Verkehr stammen, wegen der Überdüngung (Eutrophierung) der Gewässer problematisch. Dies führt zu Massenentwicklungen von planktischen und benthischen Algen, die das Abbauvermögen übersteigen und die marine Lebensgemeinschaft stark verändern.

 

Nicht nur von Land und aus der Atmosphäre werden den küstennahen Meeren Nährstoffe zugeführt. An den Westseiten der Kontinente steigt in den großen Auftriebsgebieten nährstoffreiches, kaltes Wasser aus etwa 300 Meter Tiefe an der Schelfkante entlang zur Oberfläche. Die Produktion des Phytoplanktons erreicht in diesen Gebieten die höchsten für das offene Meer anzugebenden Werte und übertrifft auch die der Schelfmeere.

 

Formenvielfalt der Kieselalgen unter dem Mikroskop. Diatomeen verwenden Silikat zum Aufbau ihrer Zellwände. (Photo: NOAA Corps Collection, N. Sullivan)

Typische Vertreter

Phytoplankton: Manche Arten des Phytoplanktons bevorzugen den ozeanischen, also küstenferne Bereich als Lebensraum, andere mehr den neritischen, küstennahen Bereich, wieder andere kommen in beiden Bereichen gut zurecht. Dominiert wird das Phytoplankton der Schelfmeere gemäßigter Breiten von Kieselalgen (Diatomeen), während in tropischen und subtropischen Gewässern Dinoflagellaten von Bedeutung sind. In den gemäßigten Breiten folgen im Jahresverlauf häufig die Dinoflagellaten den Kieselalgen.

 

Dinoflagellaten gehören zu den vielseitigsten Organismen, da sie nicht nur Photosynthese betreiben, sondern auch organische Partikel direkt aufnehmen können und die somit die Grenze zwischen Phytoplankton und Zooplankton verwischen. Manche Arten verursachen während der Blüte rötliche Wasserfärbungen, sogenannte ‚Rote Tiden’ (red tides), die wegen ihrer Giftigkeit für Fische gefürchtet sind und deren Gift sich in Muscheln anreichern kann. Aber auch für die faszinierende Erscheinung des Meeresleuchtens sind Dinoflagellaten wie Noctiluca miliaris verantwortlich.

 

Zooplankton:Die wohl bedeutendste Tiergruppe des Zooplanktons sind die zu den Krebstieren gehörenden Copepoden und Cladoceren, die ihren gesamten Lebenszyklus im Plankton verbringen. Vor allem in Küstennähe sind die Larven von Bodenorganismen von Bedeutung, etwa die Nauplien der Seepocken (Cirripedier) oder die verschiedenen Stadien der vielfältigen Krebsfauna, die nur während einer Lebensphase zum Zooplankton zu zählen sind. Zu diesen meropelagischen Formen gehören auch viele Schirmquallen. Ebenso wie beim Phytoplankton gibt es auch unter den Arten des Zooplanktons solche, die den neritischen oder den ozeanischen Lebensraum bevorzugen oder auch in beiden Bereichen vorkommen.

 

Die meisten Quallenarten fangen mit Nesselzellen auf ihren Tentakeln kleinere Planktonorganismen. (Photo: P. Auster, NURP)

Nekton: Außer den Fischen bilden die Tintenfische, Schildkröten und Säugetiere das aktiv schwimmende Nekton, das in der Lage ist, sich gegen die Verfrachtung durch das Wasser zu bewegen. Viele Arten unternehmen im Verlauf ihres Lebens ausgedehnte Wanderungen, sowohl horizontal zwischen der neritischen und ozeanischen Zone, aber auch vertikal zwischen flacheren und tieferen Bereichen. Besonders bei den fischereilich interessanten Arten wie Kabeljau, Schellfisch, Hering oder Makrele sind diese Wanderungen gut untersucht. Sie stehen häufig mit der Fortpflanzung im Zusammenhang, wenn Laich-, Aufzucht- und Fressgebiete räumlich getrennt sind.

 

Die Zahl in Bodennähe lebender Fischarten ist etwa zehnmal höher als im freien Wasser (Pelagial). Am stärksten an ein Leben auf der Bodenoberfläche spezialisiert sind Fische wie Rochen und Flunder durch den abgeflachten Körper und die auf der Oberseite liegenden Augen. Die meisten Fische der oberen Wasserschicht (Epipelagial) dagegen haben eine strömungsgünstig Körperform und sind schnelle Schwimmer. Gerade die planktonverzehrenden Fische wie Heringe oder Sardellen bilden große Schwärme, was im ungeschützten offenen Wasser sicher vorteilhaft ist. Aber auch einige Raubfische wir Makrelen oder Thunfische sind Schwarmfische.

 

Viele Tiere des Nektons versammeln sich aktiv zu Schwärmen. Der einzelne Fisch orientiert sich im Schwarm an seinem Nachbarn und versucht gleiche Abstände einzuhalten.

Kurze Nahrungsketten

Wegen ihres Nährstoffreichtums sind die Schelfmeere biologisch etwa zwei bis fünf mal produktiver als der offene Ozean. Während der Wachstumsphase verringert die Aufnahme der Nährstoffe und Spurenelemente durch das Phytoplankton zunächst deren Konzentration und das begrenzt wiederum das Wachstum der Population. Natürlich wird auch ein Teil des pflanzlichen Planktons von Zooplankton, Fischen und Walen verzehrt, mit deren Ausscheidungen neue Nährstoffe bereits in der lichten, ‚euphotisch’ genannten Zone wieder freigesetzt und erneut verwendet werden können.

 

Mit dem absterbenden Plankton sinken die Nährstoffe schließlich auf den Meeresboden und bilden die Nahrungsgrundlage für die Bodenorganismen, z. B. Bakterien, Schwämme, Muscheln, Seescheiden und andere. Diese Bodenorganismen setzen das herunter rieselnde Material durch Remineralisation um und mit der Strömung fließen neue Nährstoffe in die Wassersäule zurück. Da ein Großteil der Remineralisation am und im Sediment abläuft, ist die Nähe des Meeresbodens zur produktiven euphotischen Zone ein wichtiger Unterschied zu den Verhältnissen in den tiefen Ozeanen.

 

Im Vergleich zu den Verhältnissen im offenen Ozean sind die Nahrungsketten in den Schelfmeeren daher auch kurz. Die wichtigsten Produzenten sind Diatomeen (Kieselalgen) und Dinoflagellaten, die in der Hauptsache von Copepoden und Cladoceren verzehrt werden von denen räuberisches Zooplankton wie Rippenquallen (Ctenophoren) oder eben planktonfressende Fische wie Hering, Anchovis und Sardine leben. Bis zu diesen befischbaren Beständen sind es also nur drei Stufen. Noch kürzer kann die Nahrungskette in Auftriebsgebieten wie vor der Küste Perus sein, wo der Anchovis direkt von koloniebildendem Phytoplankton zehrt.