Wie Korallen unsere Welt verändern

Koralleninsel Vilamendhoo, Ari-Atoll, Indischer Ozean

In den Tropen kommt die Nacht schnell. Noch vor wenigen Minuten zauberte die untergehende Sonne ein wunderschönes Orange auf die Wasseroberfläche des Indischen Ozeans. Jetzt strahlen die Sterne und das Wasser schwappt dunkel und unheimlich über das Riffdach. Zeit, die Tauchausrüstung anzulegen und endlich ins Wasser zu gehen.

Wenn es dunkel wird, findet im Meer ein Schichtwechsel statt. Die bunten Falter-, Papageifische und Riffbarsche, die am Tag das Auge erfreuen, verstecken sich zwischen den Korallen und schlafen. Die dämmerungs- und nachtaktiven Tiere übernehmen das Riff. Darunter viele skurrile Arten, wie Schwammträger, Bärenkrebse oder Sepias. Nachts ist auch die Zeit vieler Jäger. Muränen verlassen ihre Höhle, hungrige Riffhaie und Rotfeuerfische suchen nach Beute. Sie bevorzugen schlafende Fische, denn wache zu jagen kostet weit mehr Energie, die auch im Leben der Tiere eine der wichtigsten Ressourcen ist. Wer sich nicht gut versteckt oder Pech hatte, wird leider den Sonnenaufgang nicht erleben. Auch aus der Tiefe des Meeres erhält das Riff nachts Besuch: Larven von Fischen, Krebsen, Würmern, Muscheln und Einzeller. Man könnte sagen, das Zooplankton kommt auf seine Weide, um sich den Bauch mit pflanzlichem Plankton vollzuschlagen. Dies gibt es nachts reichlich, hatte es doch den ganzen Tag Zeit, im Licht der Sonne zu wachsen und sich zu vermehren. Doch all diesen Bewohnern des Riffs gilt bei diesem Tauchgang unsere Aufmerksamkeit nicht. Unser Besuch gilt einem der gefürchtetsten Raubtiere der Nacht, zumindest für das Zooplankton: den Steinkorallen. Tagsüber sehen sie harmlos aus und sind es auch. Sie verstecken sich in ihrem Kalkskelett und ernähren sich mithilfe ihrer Fotosynthese betreibenden Zooxanthellen1 wie eine Pflanze.

— Nachts zeigen Korallen ihr anderes Gesicht, das tierische, das des Fleischfressers.

Sie enttäuschen uns nicht. Die Steinkorallen haben alle ihre Polypen ausgefahren. Jeder einzelne sieht aus wie die Miniaturausgabe einer Anemone mit nur 1–2 mm Durchmesser und winzigen Tentakeln, die nach Beute tastet. Und diese gibt es reichlich. Das Plankton schießt geradezu vor unserer Lampe hin und her, und alle, die zu nahe an die Tentakel kommen, verschwinden erstaunlich schnell im Inneren der Korallenpolypen. Wie viel Biomasse an Plankton sich die Korallen wohl diese Nacht einverleiben werden? Es müssen ungeheure Massen sein, denn die Koralle, die wir beobachten, ist nur eine von Millionen um uns herum. Gemeinsam besiedeln sie ein von ihnen selbst geschaffenes, ovales Korallenriff rund um die Insel. Ein wahrhaft gigantisches Bauwerk aus Kalk, dessen Umfang ca. 6 Kilometer beträgt. Es ist durchschnittlich 20 Meter hoch und zwischen 15–30 Meter breit.

Doch nicht nur das Riff schufen die Steinkorallen. Auch die Koralleninsel Vilamendhoo in der Mitte des Korallenovals ist ihr Werk. Mit ca. 900 Meter Länge und einer Breite von 250 Meter ist sie für maledivische Verhältnisse ein Riese. Der Prozess der Entstehung gestaltet sich auf allen Koralleninseln der Welt auf die gleiche Weise. Um ihn besser verstehen zu können, lässt man die Insel am besten vor dem geistigen Auge verschwinden. Zurück bleibt ein typisches Korallenriff im Ozean mit einem Außenriff, das dem tiefen Wasser zugewandt ist, und einem breiten flachen Bereich dahinter, dem Riffdach. Dieses endet nur wenige Zentimeter unter der Wasseroberfläche und fällt bei Ebbe oft vorübergehend trocken. Würde es sich dauerhaft 1–2 Meter über den höchsten Wasserstand bei Flut erheben können, hätte man eine Insel. Und genau das passiert, wenn eine Koralleninsel entsteht. Das Baumaterial liefern die Lebewesen des Riffs, denn wie alle Koralleninseln besteht auch Vilamendhoo aus nichts anderem als Kalkresten. Immer wieder raubt Bioerosion den Korallen einen Teil ihrer Produktion. Generationen von Papagei­fischen nagen Algen vom Riff und erwischen dabei immer ein wenig Kalk, den sie mit ihren kräftigen Zähnen zu Sand zermalmen. Mit bis zu fünf Tonnen pro Jahr und Tier erzeugen die bis zu 1,3 Meter groß werdenden Büffelkopf-Papageifische Bolbometopon muricatum die größten Mengen. Bohrschwämme siedeln sich in Korallenskeletten an und schwächen ihre Stabilität. Orkane und Taifune reißen Korallenteile und selbst ganze Stöcke ab und schleudern sie ebenso wie Sand und Geröll auf das Riffdach. Mit jedem Sturm wächst dieses Riffdach höher und höher, bis es schließlich leicht über dem Meeresspiegel liegt. Regen fällt und die porösen Korallenreste nehmen das Süßwasser auf und schützen es vor Verdunstung und Abfluss ins umgebende Meer. Es ist leichter als Salzwasser und kann daher auch nach unten nicht entfliehen. Mit der Zeit bildet sich eine Süßwasserlinse über dem salzigen Grundwasser. Die Strömung bringt Baumstämme und Blätter, die sich in Humus verwandeln. Kokosnüsse und Mangrovensamen werden angespült. Die ersten Pflanzen wachsen. Ihre Wurzeln halten den Sand und Humus fest und stabilisieren das Bauwerk. Bald spenden sie neuen Bewohnern wie Vögeln oder Flughunden Nahrung, Baustoffe und den in den Tropen lebenswichtigen Schatten. Wind und Wellen spülen weißen, weichen Korallensand an das Ufer und schaffen traumhafte Strände. Als wäre das nicht genug, entsteht oft hinter dem Riff eine Lagune in leuchtendstem Türkis, ein traumhafter Pool.

So entstand auch die Insel Vilamendhoo2. Heute stehen auf der Trauminsel die Bungalows eines Hotels und zu den neuen Bewohnern des Riffdaches gehören jetzt auch zahlungskräftige Touristen.

Die Ehre, als Erster erkannt zu haben, dass Koralleninseln das Werk von Tieren sind, gebührt keinem Naturwissenschaftler, sondern dem britischer Staatsbeamten John Barrow. Als zweiter Sekretär der Admiralität organisierte er Entdeckungsreisen und nahm auch selbst an vielen teil. Zwar hielt er Korallen fälschlicherweise für Würmer, aber das ändert nichts am Grundprinzip: „Unglaublich würde man es finden, dass diese kleinen gallertartigen Würmer tausende von Inseln und Morgen Landes im atlantischen und besonders im stillen und indischen Ocean geschaffen haben.“3 Auch Charles Darwin erkannte den biologischen Ursprung der Inseln und verglich die Bauwerke der Korallen mit denen vergangener menschlicher Kulturen: „Ich bin froh, dass ich diese Inseln besucht habe; solche Bildungen nehmen ohne Zweifel unter den wunderbaren Dingen dieser Welt einen hohen Platz ein ... Wir sind erstaunt, wenn Reisende Nachricht von der großen Ausdehnung gewisser alter Ruinen geben; aber wie ganz unbedeutend sind die größten von diesen, wenn man sie mit dem Steinhaufen vergleicht, der durch die Arbeit von verschiedenen kleinen Tieren angehäuft worden ist. Durch die ganze Inselgruppe trägt jedes einzelne Atom, von dem kleinsten Teilchen bis zu den großen Felsentrümmern, den Stempel, dass es der Kraft organischer Anordnung unterworfen gewesen ist.“4

— Insgesamt 1196 Inseln schufen Steinkorallen allein auf den Malediven.

Ihre weißen, mit Palmen gesäumten Strände wecken in uns Emotionen und sie erscheinen uns wie Paradiese. Wüsste man es nicht besser, könnte man geneigt sein, den tierischen Baumeistern ästhetisches Empfinden und Handeln zu unterstellen. Hätten menschliche Architekten dieses Werk vollbracht, wären sie sicher mit Bewunderung, Preisen und neuen Aufträgen überhäuft worden, und jeder würde ihre Namen kennen.

Doch Koralleninseln sind nur ein kleines Zimmer in einem viel größeren Bauwerk: den Atollen. Fliegt man mit dem Wasserflugzeug über die Insel Vilamendhoo, verwandelt sie sich in einen kleinen Punkt im 90 Kilometer langen und 30 Kilometer breiten Ari-Atoll – eines von 26, die zu den Malediven gehören. Weltweit existieren Hunderte. Wie aber entstehen Atolle und wo sind sie zu finden?

Atolle galten seit den ersten Berichten der Seefahrer als eines der größten Rätsel der Wissenschaft. „Das Korallen-Problem“, wie es genannt wurde, beschäftigte Generationen von Naturwissenschaftlern. Skurrile Ideen entstanden. Manche äußerten die Vermutung, dass Atolle von Fischen mit ihren Zähnen aus bestehender Landmasse herausgenagt wurden. Andere hielten Korallen und Riffe für das Werk von Insekten. Erste ernsthafte Erklärungsversuche stammten von Adelbert von Chamisso, Johann Georg Adam Forster und von Charles Lyell, einem der bedeutendsten Geologen des 19. Jahrhunderts. Letzterer vermutete in seinem Buch „Grundsätze der Geologie“5, dass Korallenriffe auf den Rändern von Vulkankratern wachsen, die unter Wasser liegen und bis kurz unter die Wasseroberfläche reichen. Erst 1842 veröffentlichte ein Mann, den wir aus ganz anderen Zusammenhängen kennen und schätzen, eine neue, bahnbrechende Theorie: Charles Darwin, einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler aller Zeiten und Begründer der Evolutionstheorie. Sein Buch „Über die Entstehung der Arten“ erschütterte die damalige Sicht der Menschen auf die Welt in ihren Grundfesten. Im Schatten dieses großen Werkes steht ein weiteres: „Die Struktur und Verbreitung der Korallenriffe“6. Es begründete seinen Ruf als großer Geologe. Darwin gelang es als Erstem, alle bedeutenden Erscheinungsformen der Korallenriffe zu erklären: Saumriffe, Barriereriffe und die rätselhaften Atolle. Er war es, der in monatelanger Fleißarbeit die erste Weltkarte schuf, in der alle Korallenriffe eingezeichnet waren und die noch heute weitgehend aktuell ist.

— Erstaunlicherweise entstand Darwins Theorie – nach seinen eigenen Worten –, bevor er ein Korallenriff selbst erforschen konnte:

„Keines meiner Werke wurde in so einem kombinatorischen Geist begonnen wie dieses, die ganze Theorie wurde an der Westküste Südamerikas ausgedacht, bevor ich ein wirkliches Korallenriff gesehen hatte.“7 Ein Ausflug in das Hochgebirge der Anden, Tausende Kilometer vom nächsten Korallenriff entfernt, brachte ihn auf die richtige Idee. 1834 und 1835 hielt sich das Team des englischen Vermessungsschiffes „Beagle“, zu dem er als Naturwissenschaftler gehörte, vor der Küste Chiles auf. Charles Darwin nutzte die Gelegenheit zu zwei Expeditionen in das längste Gebirge der Erde. In der Nähe der chilenischen Stadt Valparaiso fand er in ca. 4000 m Höhe fossile Meerestiere und zog daraus zwei wichtige Schlüsse: Durch Aktivitäten der Erdkruste wird durch Auffaltungen in das Gebirge Gestein aus der Tiefe transportiert. Wenn das stimmte, müsste es auch eine Gegenbewegung geben. Eine Subduktionszone, die Gestein in die Tiefe verfrachtet. Als sehr belesener Wissenschaftler kannte Darwin auch alle Schilderungen anderer Forschungsreisender und Kapitäne über bisher entdeckte Korallenriffe. Und nicht zuletzt wusste er, dass Korallen in den Tropen nur im flachen Wasser wachsen können. Am Ende verknüpfte er auf geniale Weise Geologie, Erfahrungsberichte und Biologie zu einem großen Ganzen. Als er danach im November 1835 zuerst im Tuamotus-Archipel, dann auf der Insel Tahiti und den Keelinginseln seine ersten Korallenriffe mit eigenen Augen bewundern und erforschen konnte, dienten sie ihm nicht als Quelle der Inspiration, sondern lediglich als Beweisstück. Er wollte die Gelegenheit nutzen, seine Theorie durch eigene Beobachtungen zu überprüfen.

Wie sah sein Theorie8 im Einzelnen aus? Laut Charles Darwin beginnt jedes Korallenriff sein Leben als Saumriff. Saumriffe entstehen direkt an der Küste einer Landmasse. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Kontinente oder Inseln handelt. Aus Inseln wiederum können in einer geologischen Senkungszone Atolle entstehen. Dies ist hauptsächlich im tropischen Bereich des Indischen Ozeans und des Pazifik fern der großen Kontinente der Fall. Hier erhoben sich vom Meeresboden in der Vergangenheit mächtige Vulkane. Ihre über 4000 Meter hohen Gipfel durchbrachen die Wasseroberfläche und bildeten eine Insel, an deren Küste Saumriffe wuchsen. Über Jahrmillionen sanken diese Vulkane aufgrund ihrer Masse wieder ab. Die Korallen der Saumriffe wuchsen jedoch im gleichen Tempo nach oben. So entfernten sie sich immer weiter von der Küste und wurden zu Barriereriffen. Verschwindet der ehemalige Vulkan ganz unter Wasser, bleibt nur die Form der ursprünglichen Küste durch Korallenriffe erhalten. Dies ist zum Beispiel auf den Malediven der Fall. Die Stelle, an der sich der Vulkan befand, wird zu einer großen Lagune.

In Darwins Theorie fehlt jedoch jeglicher Bezug zu den Auswirkungen von Klimaveränderungen. Diese haben ebenfalls großen Einfluss auf Korallenriffe. Vereisen die Pole, sinkt der Meeresspiegel und ein Massensterben der Korallen ist die Folge. Schmilzt das Eis in einer warmen Klimaphase, steigt der Meeresspiegel. Das hat für die Korallen den gleichen Effekt wie sinkendes Land in Darwins Theorie. Er wirkt sich jedoch global aus und ist nicht nur auf geologische Senkungszonen beschränkt. Zusätzlich entstehen durch die Überschwemmungen von Küstenbereichen neue Siedlungszonen und führen zu einer Blütezeit der Korallenriffe. In einer solchen Zeit leben wir.

— Wenn wir die Geschichte der Korallenriffe lediglich über die letzten 12.000 Jahre betrachten, so prägte vor allem der steigende Meeresspiegel das heutige Bild.

Wir müssen ca. 2,58 Millionen Jahre zurückblicken: Zu diesem Zeitpunkt begann das Quartäre Eiszeitalter, in dem wir uns trotz Erderwärmung und Klimakatastrophe immer noch befinden. Das Klima des Quartären Eiszeitalters war jedoch nicht die ganze Zeit stabil. Es schwankte sehr stark. Kaltzeiten wurden immer wieder von Warmzeiten abgelöst. Die letzte Warmzeit begann vor ca. 12.000 Jahren. Die riesigen Eismassen, die die Pole und darüber hinaus große Landmassen der Nord- und Südhalbkugel bedeckten, schmolzen. Der Meeresspiegel stieg weltweit über 120 Meter an.

Ein gutes Beispiel für die Auswirkungen des Quartären Eiszeitalters und der aktuellen Warmzeit auf Korallenriffe ist das Great Barrier Reef vor der Ostküste Australiens. „Für die meiste Zeit der letzten ca. zwei Millionen Jahre sah die Region, die wir heute als das Great Barrier Reef kennen, mehr wie ein Känguruland aus oder, mit heutigen Worten, wie eine Rinderfarm, aber nicht wie ein Korallenriff.“9 Der steigende Meeresspiegel in der heutigen Wärmeperiode überschwemmte die flache Küstenregion und schuf die Basis für eines der schönsten Riffgebiete der Welt.

Steht dies nicht in Widerspruch zu Darwins Theorie des sinkenden Landes? Nein, denn in langen, in Abermillionen von Jahren gedachten geologischen Zeiträumen – und in diesen dachte Charles Darwin – spielen die geologischen Veränderungen die entscheidende Rolle für alle Lebensräume unserer Erde. Klimaveränderungen und der dadurch verursachte sinkende oder steigende Meeresspiegel sind eine zusätzliche, sehr wichtige Komponente, die die geologischen Veränderungen überlagert. Zudem sind die geologischen Aktivitäten der Erdkruste je nach Region unterschiedlich und je nach Situation tritt für einen bestimmten geologischen Zeitraum der eine oder andere Faktor in den Vordergrund oder beide wirken zusammen. Je kürzer allerdings unser Betrachtungszeitraum ist, umso wichtiger wird die Berücksichtigung der Klimageschichte.

Neben den Saumriffen, Barriereriffen und Atollen gibt es noch Fleck- und Plattformriffe. Sie haben aber für die Theorie Charles Darwins keine Bedeutung und lassen sich auf geologische Besonderheiten oder wie im Fall der Fleckriffe auch auf Sturmfolgen zurückführen. Fleckriffe entstehen in flachen Sandbereichen in einer Tiefe von maximal 20 Metern. Man findet sie häufig in den Lagunen der Atolle, hinter Barriereriffen oder vor Saumriffen. Die Sandfläche ist gespickt mit Riffblöcken in verschiedenen Größen, aber selten höher und breiter als wenige Meter. Gelegentlich kommt es zu größeren Ansammlungen. Ein ausgeprägtes, großes Fleckriff befindet sich z. B. vor der Küste Hurghadas in Ägypten. Plattformriffe wiederum entstehen an Stellen, an denen eine größere Landmasse nahe an der Meeresoberfläche existiert, diese jedoch nicht durchbricht.

Je nach geologischen Gegebenheiten, Klimageschichte und Größe eines Korallenriffs können auch mehrere Riffformen innerhalb eines größeren Verbundes vorkommen. Auch dafür ist das Great Barrier Reef in Australien ein gutes Beispiel. Seine Grundstruktur als Ganzes betrachtet definiert es als ein Barriereriff. Innerhalb dieser Grundstruktur bildeten sich Saumriffe, Fleckriffe und Plattformriffe. Letztere erreichen hier einen Durchmesser von 15 Kilometer und gehören zu den größten der Erde.

Ein Mikroatoll dagegen ist kein Korallenriff, sondern eine Koralle. Manche Steinkorallen der Gattung Porites wachsen direkt auf dem Riffdach im ganz flachen Wasser. Ihre Form ist rund und flach. Erreicht der obere Teil der Koralle die Wasseroberfläche, stirbt er ab und es entsteht eine Vertiefung. Hier sammeln sich Sand, Korallenreste und etwas Wasser und bilden die Mikrolagune. Nur an den Rändern wachsen die Korallen weiter und bilden die Mikroküstenlinie. Der Name Mikroatoll trifft das Aussehen perfekt.

Ebenso wie Charles Darwins Evolutionstheorie fand auch seine Theorie über die Entstehung der Korallenriffe in damaligen Wissenschaftskreisen große Fürsprecher, aber auch erbitterte Gegner. Charles Lyell z. B. verwarf sofort seine eigene Idee mit den Vulkankratern und schloss sich Charles Darwin an. Zu einem der erbittertsten Gegner entwickelte sich der amerikanische Geologe und Ichthyologe mit Schweizer Abstammung, Alexander Agassiz10. Der ganze Streit ist in dem Buch „Reef Madness“, auf Deutsch „Riff-Wahnsinn“, von David Dobbs, ausführlich dokumentiert. Heute kennt Alexander Agassiz fast niemand mehr. Zur damaligen Zeit jedoch verehrte und schätzte man ihn sehr und sein Wort hatte Gewicht. Am meisten störte ihn die Rolle der Korallen in Darwins Theorie.

— Dass diese winzigen Tiere durch ihre Skelette solche Bauwerke erschufen, erschien im einfach zu unglaublich.

Der Streit um das „Korallen-Problem“ konnte erst in den 1950er-Jahren endgültig beigelegt werden.

— Damit verwiesen die Steinkorallen den Menschen in Sachen Baukunst auf den zweiten Platz.

Das Empire State Building in New York, von 1951–1972 das höchste Gebäude der Welt, liegt mit 443 Meter fast 1000 Meter hinter der Leistung der Steinkorallen auf den Marshallinseln zurück. Alle Anstrengungen unsererseits, den Rückstand aufzuholen, waren bisher vergebens. Aktuell steht das höchste Gebäude in Dubai, in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Der Burj Khalifa erreicht eine Höhe von 829,8 Meter. Fehlen immer noch 575,2 Meter.

Doch um Rekorde ging es bei den Bohrungen im tropischen Pazifik nicht. Sie waren nur das Ende mehrerer Versuche, Charles Darwins Theorie von der Entstehung der Atolle zu beweisen oder zu widerlegen.11 Ein Beweis für Darwins Senkungstheorie wäre der Nachweis von korallienem Kalk in einer Tiefe, die eine Meeresspiegelschwankung aufgrund von Klimaveränderungen ausschließen würde. Diese Tiefe liegt bei ca. 150 m.12