Kieler Forschungsteam ist Blaualgen auf der Spur

Studie liefert neue Hinweise auf die Ursachen von Blaualgenblüten in der Ostsee.

• Sommerblüten von Blaualgen sind maßgeblich an der Eutrophierung und der damit verbundenen Sauerstoffarmut in der Ostsee beteiligt.
• Laut Studie haben die ausgedehnten Blaualgenblüten ihren Ursprung in der offenen Ostsee statt, wie oftmals angenommen, nahe der Küste. Die Forschenden nutzen Daten aus Modellen, Beobachtungen und Satelliten.
• Blaualgenblüten stehen im Verdacht, durch die Klimaerwärmung häufiger aufzutreten und damit die Wasserqualität der Ostsee stark zu gefährden.

Sommerblüten von Blaualgen sind in der Ostsee ein wiederkehrendes Problem für Mensch und Umwelt, da sie die Wasserqualität erheblich beeinträchtigen können. Besonders problematisch ist in diesem Zusammenhang, dass Blaualgenblüten Nährstoffe einbringen (Eutrophierung) und infolgedessen die Sauerstoffarmut in der Ostsee verstärken. Zwei Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben in einer neuen Studie, die am 27. Juni im Journal Nature Scientific Reports veröffentlicht wurde, herausgefunden, dass sich die Blüten in der offenen Ostsee statt, wie oftmals angenommen, nahe der Küste bilden. Die Arbeiten zur Studie wurden am Institut für Informatik in der Arbeitsgruppe Archäoinformatik – Data Science von Professor Matthias Renz, Mitglied im Forschungsschwerpunkt Kiel Marine Science (KMS) der Universität Kiel, durchgeführt.

Blaualgenblüten: Komplex in der Entstehung

Für die Studie wurden erstmalig hochaufgelöste Modellergebnisse der Ostsee mit Satellitendaten und Nährstoffmessungen in Wasserproben zusammengeführt. „Mithilfe von hochaufgelösten simulierten Strömungen konnten wir die Bedingungen, die zu Blüten führen, im Detail analysieren.“, sagt Erstautorin Dr. Ulrike Löptien, die gemeinsam mit ihrem Kollegen Dr. Heiner Dietze die Studie konzipiert und durchgeführt hat.

Dadurch ließ sich der Ursprung der Blüten zurückverfolgen und ableiten welche Parameter für die Entstehung einer Blüte relevant sind. „Es ist überraschend, dass die Ergebnisse so eindeutig darauf hinweisen, dass sich die Blüten in der offenen Ostsee bilden“, so Löptien. Zusätzlich wurden die entsprechenden Eigenschaften der Wassermassen statistisch analysiert. Alle Ergebnisse deuten darauf hin, dass komplexe Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Arten von Phytoplankton eine wichtige Rolle für die Entstehung der Blaualgenblüten spielen. Dagegen seien Hypothesen über sehr einfache direkte Zusammenhänge zwischen Nährstoffzusammensetzung des Meerwassers und Blaualgenblüten eher skeptisch zu bewerten.

Die Studie zeigt das Potenzial von interdisziplinärer Forschung an der Schnittstelle zwischen den Geowissenschaften und der Informatik und liefert einen wichtigen Beitrag für zukünftige Vorhersagen von Blaualgenblüten. Diese stehen im Verdacht, durch die Klimaerwärmung in ihrer Häufigkeit wahrscheinlicher zu werden und damit die Wasserqualität der Ostsee stark zu gefährden.

Originalpublikation:
Löptien, U. and H. Dietze (2022). Retracing cyanobacteria blooms in the Baltic Sea, Nature Scientific Reports, 12, 4243–4264. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-14880-w

Fotos stehen zum Download bereit:
https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2022/108-loeptien-dietze.jpg
Dr. Ulrike Löptien (links) und Dr. Heiner Dietze (rechts) nutzen hochaufgelöste Modellergebnisse, Satellitendaten und Nährstoffmessungen in Wasserproben zur Vorhersage von Blaualgenblüten in der Ostsee. Durchgeführt wurde die Studie der beiden Forschenden der Geowissenschaften am Institut für Informatik in der Arbeitsgruppe Archäoinformatik – Data Science von Professor Matthias Renz, der Mitglied im Forschungsschwerpunkt Kiel Marine Science (KMS) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ist.
© Ulrike Löptien, Uni Kiel

https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2022/108-spaetsommeralgenbluete-go…
Die Satellitenaufnahme der European Space Agency (ESA) zeigt eine typische Spätsommerblüte von Algen in der zentralen Ostsee vor Gotland.
© Contains modified Copernicus Sentinel data (2019), processed by ESA, Licence CC BY-SA IGO 3.0

Weiterführender Link:
Arbeitsgruppe Archäoinformatik – Data Science am Institut für Informatik, https://www.ai.informatik.uni-kiel.de/de

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E-Mail: ulrike.loeptien@ifg.uni-kiel.de

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Dr. Heiner Dietze
Institut für Informatik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)
E-Mail: hdi@informatik.uni-kiel.de

Originalpublikation:

Löptien, U. and H. Dietze (2022). Retracing cyanobacteria blooms in the Baltic Sea, Nature Scientific Reports, 12, 4243–4264. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-14880-w

Weitere Informationen:

https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/108-blaualgenbluete-ostsee