Extreme El-Niño-Hitzewelle 2016 schwächte den Kohlenstoffexport und die Atmung im äquatorialen Pazifik

Warum uns eine ferne ozeanische Hitzewelle betrifft

Weit vor der Küste verwandelte ein starkes El Niño 2016 einen ausgedehnten Bereich des tropischen Pazifiks in eine Unterwasser-Hitzewelle. Diese Studie zeigt, dass das Ereignis mehr bewirkte als nur eine Erwärmung des Wassers. Es störte, wie winzige, treibende Pflanzen Kohlenstoff von der Oberfläche in den tiefen Ozean transportieren — ein Prozess, der hilft, einen Teil unseres Kohlendioxid‑Ausstoßes aus der Luft zu halten. Anhand subtiler Signale von Satelliten, robotischen Profilen und Computermodellen zeigen die Forschenden, wie diese extreme Erwärmung das verborgene Kohlenstoffförderband des Ozeans deutlich abschwächte.

Die Erwärmung im tropischen Pazifik nimmt zu

El Niño ist ein bekanntes Klimamuster, bei dem der tropische Pazifik ungewöhnlich warm wird und das Wetter weltweit umgestaltet. Das Ereignis 2015–2016 gehörte zu den stärksten dieses Jahrhunderts und erhöhte die Meeresoberflächentemperaturen in Teilen des zentralen äquatorialen Pazifiks um etwa drei Grad Celsius. An vielen Orten lagen die Temperaturen damit über der Schwelle, die Wissenschaftler zur Definition einer marinen Hitzewelle verwenden. Wärmeres Wasser dort bedeutete schwächeren Auftrieb von tiefem, nährstoffreichem Wasser, das normalerweise Blüten von mikroskopisch kleinen Pflanzen, den Phytoplankton, nährt. Ohne diese Nährstoffzufuhr wurden die Oberflächengewässer klarer und ärmer an Leben.

Unsichtbaren Partikeln in die Tiefsee folgen

Wenn Phytoplankton wächst, stirbt und gefressen wird, verklumpen einige Überreste und sinken, wodurch Kohlenstoff von der lichtdurchfluteten Oberfläche in dunklere Tiefen transportiert wird. Das Team nutzte ein Ozean-Ökosystemmodell, gesteuert von Satelliten-Farbaufnahmen, um abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff aus der gut durchmischten Oberflächenschicht sank. Dazu kombinierten sie maschinelle Lernrekonstruktionen, basierend auf Tausenden Messungen von Argo‑Floats, die das Meer schichtenweise erfassen. Ein Datensatz verfolgte, wie Partikel Licht streuen — ein guter Stellvertreter für winzige kohlenstoffreiche Teilchen im Wasser. Ein anderer nutzte Sauerstoffmessungen, um abzuleiten, wie viel marine Organismen atmen, während sie die sinkende organische Substanz verbrauchen.

Ein starker Einbruch des ozeanischen Kohlenstoffförderbands

Die kombinierten Aufzeichnungen von 2002 bis 2020 zeigen, dass Jahre mit kühlen La‑Niña‑Bedingungen tendenziell einen starken Kohlenstoffexport von der Oberfläche aufweisen, während warme El‑Niño‑Jahre mit schwachem Export einhergehen. Während des Höhepunkts des El Niño 2016 fiel der geschätzte Kohlenstoffexport in der wichtigen Niño‑3.4‑Region des äquatorialen Pazifiks um etwa die Hälfte gegenüber dem Langzeitdurchschnitt. Partikelsignale im oberen Ozean gingen ebenfalls zurück, und auf Sauerstoff basierende Schätzungen zeigten, dass die Atmung in 100 bis 200 Metern Tiefe ebenfalls abnahm — konsistent mit weniger sinkender organischer Substanz, die das Leben darunter nährt. Alle drei Indikatoren erreichten während dieses Ereignisses ihre extremsten Tiefwerte und untermauern das Bild einer erheblichen, wenn auch vorübergehenden Verlangsamung des biologischen Transports von Kohlenstoff in die Tiefe.

Wie Verschiebungen bei winzigem Plankton den Kohlenstofftransport umgestalten

Nicht alle Phytoplankton‑Gruppen tragen gleichermaßen zu diesem sinkenden Fluss bei. Große, schnell wachsende Kieselalgen (Diatomeen), die glasige Schalen bilden, neigen dazu, schwere Partikel zu bilden, die schnell sinken, während kleinere Gruppen wie Cyanobakterien langsamer sinken und weniger Kohlenstoff tragen. Das Modell legt nahe, dass in produktiven La‑Niña‑Jahren Diatomeen einen großen Anteil des Materials ausmachen, das von Zooplankton abgeweidet und in sinkendes Detritus umgewandelt wird. Während El Niño, und besonders 2016, verschwanden Diatomeen nahezu aus dem zentralen äquatorialen Pazifik und wurden durch kleinere, langsamer wachsende Gruppen ersetzt. Diese Verschiebung in der Gemeinschaftszusammensetzung hilft zu erklären, warum der Export so stark zurückging und warum die mitteltiefen Ozeanschichten weniger Atmung zeigten. Die Studie stellt außerdem fest, dass der Zusammenhang zwischen El‑Niño‑Bedingungen und geschwächter Exportleistung im zentralen und östlichen tropischen Pazifik am stärksten ist, während in anderen Meeresregionen ein komplexeres Muster zu beobachten ist.

Was das für die Kohlenstoffbilanz des Planeten bedeutet

Das El Niño 2016 fiel mit einem ungewöhnlich schnellen Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids zusammen, der vor allem durch Veränderungen an Land und durch veränderten Gasaustausch an der Meeresoberfläche getrieben wurde. Diese Arbeit zeigt, dass zeitgleich auch die biologische Pumpe, die Kohlenstoff vom Oberflächenwasser in die Tiefsee des äquatorialen Pazifiks transportiert, ins Stocken geriet. Das erschwert es dieser Region, als langfristige Kohlenstoffsenke zu fungieren, insbesondere während extremer Erwärmungsereignisse, die im Zuge des Klimawandels voraussichtlich häufiger werden. Einfach gesagt: Wenn der tropische Pazifik sich erwärmt und seine Planktongemeinschaft sich von schweren, schnell sinkenden Formen weg verschiebt, gelangt weniger Kohlenstoff in die Tiefen — es bleibt mehr an der Oberfläche und letztlich mehr in der Luft, die wir atmen.

Zitation: Arteaga, L.A., Rousseaux, C.S., Cetinić, I. et al. Extreme 2016 El Niño heatwave weakened carbon export and respiration in the Equatorial Pacific. Commun Earth Environ 7, 404 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03441-y

Schlüsselwörter: El Niño, marine Hitzewelle, äquatorialer Pazifik, ozeanischer Kohlenstoffexport, Phytoplankton