Meeresforschung Das leuchtende Atmen des Ozeans

Mit Algen, die Licht abgeben, erkunden Wissenschaftler in San Diego, wie brechende Wellen die Erdatmosphäre von Treibhausgasen reinigen.

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Wenn Wellen brechen, atmet der Ozean. Foto: dpa

Die Terrasse des "Cups" ist ein guter Ort, um das Wesen der Wellen zu studieren. Vom Pazifik her rollen sie auf beiden Seiten des Scripps Pier an den Strand von La Jolla in Kalifornien.

Auch an diesem trüben Herbstmorgen sitzen einige in schwarzes Neopren gehüllte Surfer auf ihren Brettern in der Brandung. Gelegentlich paddelt einer los, steht auf und gleitet auf der Welle, bis sie bricht.

Dabei entsteht oft ein Tunnel aus Wasser - aber an diesem Morgen ist keiner groß genug, dass die Neopren-Träger hindurch gleiten können. Bei anderen Wellen plätschert der Kamm nur harmlos ins Tal; kein Surfer würdigt sie eines zweiten Blickes.

Doch genau das interessiert Grant Deane. Er beobachtet Wellen und Reiter von einem der vorderen Tische des "Cups" aus, den Café Latte in der Hand und ein Cranberry-Muffin vor sich. Er verfolgt besonders die weißen Schaumstreifen, wo eine Welle Luftblasen unter Wasser gedrückt hat.

Dort atmet der Ozean, absorbiert Kohlendioxid, speit Tröpfchen in die Luft, tauscht Sauerstoff mit der Atmosphäre aus. Der Physiker von der Scripps Institution of Oceanography, deren Campus in dem Vorort von San Diego am steilen Ufer klebt, ist vor allem an diesen Blasen interessiert. In ihnen liegt das Geheimnis verborgen, wie viel Treibhausgase die Weltmeere der Erdatmosphäre entziehen können.

Eigentlich besteht das Cafe "Cups" nur aus einem Verkaufsstand, der sich an die Betonwand der Bibliothek lehnt. Den Professoren und Studenten der Hochschule dient die Terrasse davor aber als Outdoor-Konferenzraum; der Blick auf den Pazifik hilft ihnen, ihre Gedanken zu fokussieren.

Deane weist auf das Wasser und erklärt, was in der Brandung passiert - und wie es seinem Team als einzigem auf der Welt gelungen ist, die Details brechender Wogen zu vermessen. "Wir haben dazu die Wellen zum Leuchten gebracht", sagt er.

Deane hatte hierzu ein Heer winziger Helfer benutzt. Einfache, bescheidene Wesen waren das. Einzellige Algen, genauer: Dinoflagellaten der Art Lingulodinium polyedrum. "Ich habe lange gebraucht, bis ich das flüssig aussprechen konnte", sagt der kahlhäuptige Physiker grinsend, "aber es sind wirklich sehr nützliche kleine Gesellen."

Eine Welle im Labor, aufgenommen mit einer konventionellen Kamera ...

... als "Falschfarben"-Bildsequenz, in dem die Intensität der Biolumineszenz der Dinoflagellaten zu sehen ist. Rot bedeutet die stärkste Leichtkraft. Fotos: UCSD

Die schäumende Brandung reißt Gasblasen ins Meer

Die Einzeller sind nur 30 bis 40 Mikrometer groß, mit Cellulose gepanzert, und vergiften das Wasser, wenn sie blühen. Aber sie reagieren auf mechanischen Stress, indem sie zu leuchten beginnen. Darum glüht in Sommernächten vor San Diego bisweilen die ganze Brandung, sagt Deane. Das Licht sei ein Alarmsignal und ein Hilferuf, beschreibt es sein Kollege Michael Latz. "Damit erschrecken die Algen ihre Fressfeinde und locken zugleich die Fressfeinde ihrer Fressfeinde an."

Der Biologe von der Scripps Institution ist ein Experte für Biolumineszenz, wie man es nennt, wenn Tiere oder Pflanzen leuchten. Die Algen erzeugen das Licht innerhalb von nur 15Millisekunden mit einer komplizierten Kaskade chemischer Reaktionen; Latz listet die Schritte im Plauderton auf, so als ob er die Spielzüge eines spannenden Football-Spiels nacherzählt.