Kieselalgen als Zeugen

News: Kieselalgen als Zeugen

Sind bestimmte Veränderungen eines Ökosystems Folge von Umweltverschmutzung, oder liegen sie im Rahmen einer natürlichen Entwicklung? Diese Frage stellen sich Wissenschaftler immer wieder - diesmal im Hinblick auf die Entwicklung der Wasserqualität im Baikal-See, einem der ältesten Gewässer der Welt.

Der Baikal-See in Siberien ist der älteste See der Welt und auch der größte, wenn man seine Wassermenge betrachtet. Er erstreckt sich über etwa 600 Kilometer und reicht an einigen Stellen mehr als 1600 Meter tief. Über 2500 Pflanzen- und Tierarten sind in ihm zu finden – 75 Prozent dieser Arten kommen nirgends sonst auf der Welt vor. Dieser See, der vor kurzem von der UNESCO als Weltnatuerbe aufgenommen wurde, hatte in den letzten Jahrzehnten mit steigender Verschmutzung zu kämpfen. Sie wurde sowohl durch die Entsorgung von industriellem Müll und von Abwässern verursacht als auch durch die Luftverschmutzung durch die umliegenden Fabriken.

Um diese wertvolle Naturressource so effektiv wie möglich managen zu können, müssen die Ökologen exakt feststellen, wie der See zum gegenwärtigem Zeitpunkt durch Umweltverschnutzung belastet wird und welche Bereiche am stärksten betroffen sind. Zum Beispiel wurden Wasserverunreinigungen durch Industrieentsorgungen dafür verantwortlich gemacht, daß Tausende von endemischen Baikalsee-Robben Ende der 80er Jahre während einer Krankheitsepedemie verendeten und daß es einen starken Rückgang des Omul gab, einer Felchenart, die nun geschützt ist.

Diese Katastrophen könnten eine Folge von Umweltverschmutzung sein. Doch einige Wissenschaftler sind der Meinung, es könne sich hier ebensogut um natürlich begründete Ereignisse handeln.

Hier kann vielleicht eine neue Überprüfung der Wasserqualität und ihrer Veränderung über die letzten paar hundert Jahre dabei helfen, die richtigen Schlüsse zu ziehen. Diese Untersuchung wurde von A.W. MacKay vom University College London und einem internationalen Team unter der Schirmherrschaft des Baikal International Centre for Ecological Research (BICER) am Limnologischen Institut in Irkutsk vorgenommen und in den Philosophical Transactions of the Royal Society of London (Ausgabe vom 29. Juni 1998) veröffentlicht. Bis auf den Nachweis, daß die Wasserqualität in einigen küstennahen Gebieten durch Verschmutzung gelitten hat, konnten die Wissenschaftler keine Hinweise darauf finden, daß die sich die Bedingungen in den tieferen Wasserzonen des Sees in den letzten Jahren verschlechtert hätten.

Hauptsächlich gelangen Verschmutzungen über die Atmosphäre und durch Abwässereinleitungen und Müllentsorgung aus den beiden größeren Städten an je einem Ende des Sees in das Wasser. Durch den Fluß, der den Baikal-See speist, kommt außerdem weiterer Dreck aus der umliegenden Gegend hinzu. Momentan wird eine Papier- und Cellulose-Fabrik am südlichen Ende als Hauptverursacher von Verschmutzung angesehen. Diese Fabrik hat seit 1966 etwa 1,5 Billionen Kubikmeter Industrieabfälle in den See entsorgt – einschließlich organischen Chloriden.

Um die Veränderungen der Wasserqualität nachweisen zu können nutzte das BICER-Team die Schicht von Kieselalgen (Diatomeen), die sich auf dem Boden des Sees befindet. Indem sie kleine Sedimentproben von 20 verschiedenen Stellen nahmen, konnten sie einen historischen Verlauf der Zusammensetzung der Diatommenpopulationen rekonstruieren – von der Gegenwart bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts und teilweise sogar 2000 Jahre zurück. Kieselalgen sind einzellige photosynthetische Organismen mit Siliciumschalen, welche erhalten bleiben, wenn die Organismen selbst sterben und auf den Grund des Sees absinken.

In welcher Zahl die Diatomeen vorkommen und welche Arten sich finden, hängt nicht nur von der Wasserqualität, sondern auch von klimatischen Änderungen ab. Werden also die bekannten historischen Klimawerte mit den in der Untersuchung gewonnenen Daten korreliert, so können die Wissenschaftler daraus auch teilweise schließen, wie sich die Diatomeenpopulation vielleicht unter natürlichen Bedingungen über bestimmte Zeiträume verändert. Dieses Wissen wird benötigt, um die Veränderungen im See dahingehend beurteilen zu können, ob sie durch Verschmutzung hervorgerufen wurden oder Teil einer natürlichen Variabilität eines Ökosystems sind.

Aus den gewonnenen historischen Daten über einige Diatomeenarten schlossen die Forscherteams, daß deren relatives Vorkommen sich tatsächlich über die Zeit verändert hatte, ein drastischer Sprung aber in der Mitte des 19. Jahrhunderts erkennbar war – eine geraume Zeit bevor es zu einer signifikanten Industrialisierung des Sees kam. Nach ihrer Meinung ist diese Veränderung einem Wechsel zu wärmerem Klima zuzuschreiben, der nach dem Ende der Kleinen Eiszeit im 18. Jahrhundert stattfand. Die Wissenschaftler fanden keine Anzeichen für eine Verschlechterung der Wasserqualität in küstenfernen tieferen Seezonen oder für eine Nährstoffanreicherung in späteren Zeiten.

In einigen küstennahen Gebieten sieht die Sache anders aus. Das BICER-Team fand dort jüngere Veränderungen der Kieselalgen-Populationen, die auf eine Nährstoffanreicherung in den Arealen im Bereich der Papier- und Zellstoff-Fabrik und nahe der Einmündung eines der wichtigsten Zulieferflüssen, des Selenga, hinweisen. Die Forscher suchten außerdem nach Hinweisen auf Schwermetallbelastungen infolge industrieller Abfallentsorgungen und nach Anzeichen für Luftverschmutzung in der Form von Kohlenstoffpartikel innerhalb der Sedimentproben. Die Resultate ihrer Untersuchungen bestätigten frühere Ergenisse, nach denen die atmosphärische und industrielle Verschmutzung in der südlichen Region des Sees und an dem absoluten Nordende, um die Stadt Severobaikalsk herum am höchsten ist.

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