Korallenbleiche durch Kälte: Kälteschocks bedrohen ganze Riffe

Korallenbleiche wird meist mit zu hohen Temperaturen des Meerwassers verbunden. Bilder von weißen Riffen gelten als Symbol der Erderwärmung. Doch vor Indonesien zeigt sich ein überraschender Befund: Auch Kälte kann Korallen massiv schädigen. Ungewöhnlich kaltes Tiefenwasser setzt dort ganze Riffe unter Stress. Die Korallen verlieren ihre lebenswichtigen Algen, bleichen aus und können absterben.

Eine neue Studie unter Leitung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) beschreibt diese Gefahr nun genauer. Beteiligt waren auch das KIKAI Institute for Coral Reef Sciences in Japan und das Indonesian Research Institute BRIN. Die Arbeit erschien in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters. Das Forschungsteam wertete Temperaturdaten aus den indonesischen Meeren von September 1981 bis Dezember 2024 aus.

Warum Korallenbleiche auch durch Kälte entstehen kann

Die indonesischen Meere gehören zu den artenreichsten Korallengebieten der Tropen. Dort leben besonders viele Korallenarten und unzählige andere Meeresbewohner. Diese Riffe reagieren sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen. Schon wenige Wochen mit ungewöhnlich warmem oder kaltem Wasser können das empfindliche Gleichgewicht stören.

Korallen leben in enger Verbindung mit winzigen Algen. Diese Algen sitzen in ihren Zellen, liefern durch Photosynthese Energie und geben den Korallen ihre Farbe. Weicht die Wassertemperatur über längere Zeit um mindestens ein Grad von der üblichen Sommertemperatur ab, stoßen die Korallen diese Algen ab. Als Folge droht die Bleiche. Denn ohne diese Partner verlieren Korallen ihre wichtigste Energiequelle und können sterben.

Kaltes Tiefenwasser steigt vor Sumatra und Java auf

Dieser Prozess beginnt nicht nur bei Hitze, sondern auch bei Kälte. Vor allem vor Sumatra und Java bringt ein positiver Indischer-Ozean-Dipol kaltes Tiefenwasser an die Oberfläche. Vereinfacht gesagt drücken Wind und Meeresströmungen warmes Wasser weg. Infolge steigt deutlich kälteres Wasser aus tieferen Schichten nach oben.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir Stressfaktoren für Korallen neu bewerten müssen. Nicht nur steigende Temperaturen sind eine Bedrohung, auch ungewöhnlich kaltes Wasser kann Korallenriffe massiv schädigen“, sagt Erstautor Dr. Takaaki K. Watanabe vom Institut für Geowissenschaften an der CAU.

© Saori Ito, Uni Kiel Korallen bleichen nicht nur bei Hitze aus. Forschende der CAU untersuchten erstmals systematisch, wie langanhaltende Kälte Korallenriffe im Indischen Ozean schädigt. © Saori Ito, Uni Kiel

Kälteereignisse dauern oft länger als Hitzewellen

Die Zahlen machen den Befund besonders deutlich. Kälteereignisse betreffen zwar kleinere Meeresgebiete als Hitzewellen, sie dauern aber im Schnitt rund 20 Tage länger. Auch ihre Intensität fällt häufig höher aus. Die Forscher nutzten dafür sogenannte Grad-Celsius-Wochen. Dieser Wert beschreibt, wie stark und wie lange eine Temperaturabweichung anhält.

Im Durchschnitt lag der Kältestress bei 15,42 Grad-Celsius-Wochen. Beim Hitzestress lag der Wert bei 10,98 Grad-Celsius-Wochen. Große Kälteereignisse traten 1994, 1997, 2006, 2019 und 2023 auf. In diesen Phasen lagen die stärksten Abweichungen zwischen minus 2,21 und minus 2,57 Grad Celsius. Die mittlere Dauer betrug 80 bis 92 Tage.

Manche Kälteschocks erreichen die Stärke extremer Hitzewellen

Professorin Miriam Pfeiffer ordnet diesen Befund ein. Sie leitet die Arbeitsgruppe Paläontologie und Historische Geologie an der CAU und ist Sprecherin des DFG-Schwerpunktprogramms „Tropische Klimavariabilität und Korallenriffe“. „Überraschend ist, dass diese extremen Kälteereignisse in ihrer Stärke nahezu gleichbedeutend sind mit extremen Hitzewellen. Sie treten in Regionen auf, die bisher als Rückzugsräume galten, da die durch kaltes Wasser verursachte Bleiche bislang weitgehend übersehen wurde“, sagt Pfeiffer.

Als Vergleich wird das Massenbleichen vor Florida im Jahr 2023 genannt. Dort führte extremer Hitzestress sogar zum funktionalen Aussterben bestimmter Korallenarten. Die neuen Daten zeigen nun: Auch kalte Extremereignisse können ähnliche Schäden verursachen.

El Niño verschärft den Hitzestress in Indonesien

Bei Hitze wirkt ein anderer Mechanismus. Große Wärmestressereignisse hängen in Indonesien oft mit El Niño zusammen. Dieses Klimaphänomen verändert Temperaturen und Strömungen im Pazifik. In den indonesischen Meeren erwärmt sich dadurch die Oberfläche großflächig.

Die Studie nennt mehrere Jahre mit starken El-Niño-Ereignissen und großem Hitzestress: 1983, 1998, 2010, 2016, 2020 und 2024. Besonders stark traf es die Riffe 2016. Damals hielt die Belastung im Median 69 Tage an. Die betroffene Fläche lag bei rund 7,35 Millionen Quadratkilometern. Das maximale Temperatur-Hoch erreichte eine Abweichung von plus 2,03 Grad Celsius.

Gekoppelte Klimaeffekte verschärfen Korallenbleiche

Besonders kritisch wird es, wenn mehrere Klimaphänomene direkt aufeinander folgen. Ein starker El Niño kann die Meere stark aufheizen. Folgt darauf ein Indischer-Ozean-Dipol, verlängert sich diese Wärmephase oft deutlich, so geschehen im Jahr 2016. Laut CAU war es das bislang schlimmste Hitzestressereignis der Region seit Beginn der Aufzeichnungen.

Zusätzlich verschärft der Klimawandel die Lage. Frühere Arbeiten zeigen, dass Korallenriffe ihren Kipppunkt bereits bei 1,5 Grad globaler Erwärmung erreichen können. Ab diesem Temperaturanstieg nimmt das Risiko großflächiger Schäden stark zu.

Meerengen schützen Riffe erstaunlich gut

Nicht alle Regionen geraten gleich stark unter Druck. Die Karimata-Straße und die Makassar-Straße waren in den vergangenen 40 Jahren vergleichsweise gut vor extremen Temperaturabweichungen geschützt. Dort beeinflussen komplexe Meeresströmungen die Temperaturen, sodass starke Hitze- und Kältephasen seltener auftreten.

Diese Gebiete könnten als thermische Rückzugsräume dienen. Sie helfen nicht nur als Schutzräume für bestehende Korallenriffe. Sie können auch als Quelle für Korallenlarven wichtig werden, die über Meeresströmungen andere geschädigte Riffe wiederbesiedeln.

„Diese Rückzugsräume sind von entscheidender Bedeutung für den Erhalt dieser wertvollen Ökosysteme. Ihr gezielter Schutz könnte dazu beitragen, dass stärker betroffene Riffe wiederbesiedelt werden und sich langfristig erholen“, sagt Watanabe.

Besonders gefährdet bleiben dagegen die Küsten vor Sumatra und Java, wo kaltes Tiefenwasser regelmäßig an die Oberfläche steigt.

Korallenbleiche durch Kälte bleibt schwer vorherzusagen

Die Studie findet bisher keinen klaren Trend zu stärkeren oder größeren Kälteereignissen. Ihre Dauer hat jedoch zugenommen. Außerdem fehlen für viele Regionen noch verlässliche Langzeitbeobachtungen direkt an den Riffen.

Für Indonesiens Riffe bedeutet das: Schutzkonzepte dürfen sich nicht nur auf steigende Temperaturen konzentrieren. Hitze bleibt zwar das größere Risiko, doch auch kaltes Tiefenwasser kann Korallen massiv schädigen.

Kurz zusammengefasst:

Korallenbleiche entsteht nicht nur durch Hitze: Auch ungewöhnlich kaltes Wasser kann Korallen so stark stressen, dass sie ihre lebenswichtigen Algen verlieren und absterben.
Vor Indonesien dauern Kälteereignisse oft besonders lange: Sie betreffen kleinere Gebiete als Hitzewellen, halten aber im Schnitt rund 20 Tage länger an und erreichen ähnliche Extremwerte.
Für den Schutz der Riffe zählen Hitze, Kälte und sichere Rückzugsräume: Besonders gefährdete Küsten liegen vor Sumatra und Java, während die Karimata- und Makassarstraße wichtige Erholungsräume bieten könnten.

Übrigens: El Niño beeinflusst nicht nur die Korallenbleiche in den Meeren, sondern kann auch an Land Krisen verschärfen. Eine neue Studie zeigt, dass Dürren während solcher Klimaphasen das Risiko bewaffneter Konflikte deutlich erhöhen können. Mehr dazu in unserem Artikel.