Entstehung des Great Barrier Reefs geklärt

Das Great Barrier Reef in Australien ist das größte Korallenriff der Erde. Doch wann und wie es entstanden ist, 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 markanten hakenförmigen Sandinsel vor der Ostküste Australiens. Die Datierung zeigt, dass diese Insel vor 1,2 bis 0,7 Millionen Jahren als Folge von schwankenden Meeresspiegeln und veränderten Sedimentflüssen entstand. Dadurch entstand eine Barriere, die den Meeresraum nördlich der Insel von neuem angeschwemmten Sand freihielt – und so die Ansiedlung der Korallen ermöglichte.

Das Great Barrier Reef vor der Ostküste Australiens erstreckt sich über 2300 Kilometer 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 die Diskrepanzen im wahrscheinlichen Entstehungszeitpunkt: Die geologischen Bedingungen für das Korallenriff bestehen seit etwa 25 Millionen Jahren vor Ostaustralien. Zu diesem Zeitpunkt war Australien weit genug nach Norden vorgedrungen und die für tropische Korallen notwendigen Wassertemperaturen lagen spätestens seit etwa fünf Millionen Jahren vor. Die Datierung von Proben aus dem Riff deutet jedoch darauf hin, dass es sich viel später gebildet hat, vor etwa 450.000 Jahren.

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Sandtransport im Fokus

Um diesen Widerspruch aufzuklären, untersuchten Ellerton und sein Team eine weitere mögliche Bedingung für die Riffbildung: den Sandtransport auf dem australischen Schelf. Denn wenn immer wieder viel Sand angeschwemmt wird, stört das die Ansiedlung von Korallen und verhindert die Bildung neuer Riffe. Die Wissenschaftler untersuchten daher, welche Rolle die Entstehung von Fraser Island, der größten Sandinsel der Welt, beim Transport von Sand in die Region des Great Barrier Reef gespielt hat. Diese markante hakenförmige Insel vor der Küste Ostaustraliens ist Teil eines riesigen Gürtels aus Dünen und Dünen im Südosten von Queensland und Teil einer der größten alluvialen Ablagerungen der Erde. Laut den Forschern bewegen die vorherrschenden Meeresströmungen jährlich etwa 500.000 Kubikmeter Sand.

Der größte Teil des Sandes, der an der Ostküste Australiens angespült wird, wird nach Norden geleitet. Auf der Ostseite der nach außen ragenden Fraser Island wird dieser alluviale Sand jedoch offshore umgeleitet und an die Schelfkante transportiert. Dadurch fungiert die Insel als eine Art Sichtschutz, der den größten Teil des angeschwemmten Sandes vom Great Barrier Reef weiter nördlich fernhält. „Die Bildung von Fraser Island verhinderte einen weiteren Sandtransport zur Küste nach Norden – und damit in das Gebiet, in dem heute das Great Barrier Reef steht“, erklärt Co-Autorin Tammy Rittenour von der University of Utah.
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 weggespült und angesammelt wurde.

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Die Entstehung der Insel ebnete den Weg für Korallen

„Wir fanden heraus, dass sich die Sandinsel und die Dünen vor 1,2 bis 0,7 Millionen Jahren zu bilden begannen“, berichtet das Forschungsteam. Zu dieser Zeit durchlief die Erde eine Zeit unterschiedlicher Klimazonen, wobei der Aufstieg und Fall der Gletscher der frühen Eiszeit zu starken Schwankungen des Meeresspiegels führte. Diese Schwankungen wirkten sich auch auf Meeresströmungen und den Sandtransport vor der Küste Ostaustraliens aus. „Durch Meeresspiegelschwankungen kam es zu einer Umverteilung von Sedimenten auf dem Festlandsockel“, erklärt Rittenour. Dadurch sammelten sich in Küstennähe immer größere Sedimentmassen, die im Laufe der Zeit Fraser Island und die umliegenden Dünen und Dünen bildeten.

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Dies war laut Wissenschaftlern auch der entscheidende Anstoß für die Entstehung des Great Barrier Reef. Durch diese neu gebildete Barriere verlangsamte sich der Sandtransport nach Norden und das heutige Riffgebiet bot den Korallen nun günstigere Ansiedlungsbedingungen. „Die Bildung von Fraser Island war ein notwendiger Schritt, um die Bildung des südlichen und zentralen Teils des Great Barrier Reef zu ermöglichen“, erklären Ellerton und seine Kollegen. Das könnte auch erklären, warum sich dieses Korallenriff erst viel später gebildet hat, als es rein geologisch und klimatisch möglich wäre. „Diese wichtigen Erkenntnisse verändern unsere Sicht auf Küstensedimentsysteme“, sagt Rittenour.

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

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