Rhodolithen können als Paläotemperatur-Archive mit täglicher Auflösung im Roten Meer dienen

Warum winzige Riffsteine wichtig sind

Im Wettlauf darum, wie schnell die Ozeane sich erwärmen und wie Korallenriffe damit zurechtkommen, benötigen Wissenschaftler so detaillierte Aufzeichnungen vergangener Meerestemperaturen wie möglich. Thermometer im Meer und Satellitenbilder zeigen die Oberflächentemperatur, erfassen aber nicht die feinen täglichen Schwankungen, denen Riffbewohner tatsächlich ausgesetzt sind. Diese Studie zeigt, dass kleine, frei rollende Knollen aus rotem Algenkalk, sogenannte Rhodolithen, im Roten Meer tägliche Temperaturänderungen abbilden können und damit ein neues Fenster in die thermische Geschichte einiger der heißesten Riffe der Erde öffnen.

Naturaufzeichner auf dem Riffboden

Auf flachen Riffebenen im zentralen Roten Meer schwanken die Temperaturen zwischen etwa 18 und fast 38 Grad Celsius und können an einem einzigen Tag um mehr als 10 Grad wechseln. Diese harten Bedingungen bedrohen Korallen, sind aber ideal, um zu prüfen, welche Organismen zuverlässig Temperatur aufzeichnen können. Rhodolithen sind kugelförmige Ansammlungen harter, rötlich-rosa Algen, die beim Wachsen über den Meeresboden rollen. Anders als viele Korallen und Schalentiere kommen ähnliche koralline Algen in vielen Ozeanen und Tiefen vor, was sie zu einem attraktiven, bislang jedoch wenig genutzten natürlichen Archiv für Umweltveränderungen macht.

Wachstumsbänder in einen Kalender verwandeln

Die Herausforderung bei Rhodolithen liegt darin, dass ihre Äste in komplexen dreidimensionalen Mustern wachsen und ihre Geschichte in viele kleine Stücke zerlegen, statt in einer ordentlichen Schichtung. Die Forschenden arbeiteten mit einem Rhodolithen von einer Riffebene im Roten Meer, markierten zunächst seine lebende Oberfläche mit einer speziellen roten Anfärbung und setzten ihn dann für etwa vier Monate wieder aufs Riff. Bei der späteren Bergung war deutlich zu sehen, wo nach der Anfärbung neues Skelett gebildet worden war. Mit leistungsstarken Mikro-Computertomographie-Scans erstellten sie dreidimensionale Bilder von 21 winzigen Ästen und maßen die Dicke der im 133-tägigen Experiment gebildeten Wachstumsbänder.

Chemie als Thermometer lesen

Von sieben der am besten erhaltenen Äste entnahm das Team Proben entlang der Wachstumsrichtung und bestimmte zahlreiche Spurenelemente relativ zu Kalzium. Das Verhältnis von Magnesium zu Strontium im Skelett erwies sich als besonders nützlich, weil Magnesium die Temperatur widerspiegelt, während Strontium mit der Kalkbildungsrate der Alge zusammenhängt. Durch die Kombination dieser beiden Signale in einem einzigen Verhältnis reduzierten die Forschenden viel der biologischen ‚Rausch‘-Effekte, die solche Aufzeichnungen sonst verwischen. Sie verglichen diese chemischen Muster mit stündlich aufgezeichneten Temperaturen von Instrumenten neben den Rhodolithen-Käfigen und testeten verschiedene mathematische Kombinationen, um jene zu finden, die der Temperatur am engsten folgen.

Verstreute Stränge zu einer Zeitlinie verweben

Da jeder Rhodolith-Ast in seinem eigenen Tempo wuchs, standen die täglichen Signale in der Chemie nicht sauber von Ast zu Ast aufeinander. Um das zu lösen, nutzte das Team eine Technik namens dynamische Zeitdehnung (dynamic time warping), die einzelne chemische Zeitreihen behutsam streckt und komprimiert, sodass ähnliche Muster zeitlich ausgerichtet werden können, ohne biologisch unrealistische Sprünge zu erzeugen. Es wurden Beschränkungen eingeführt, sodass die Ausrichtung Daten nicht um mehr als etwa einen Monat verschieben konnte, und mit statistischen Tests wurde geprüft, dass die starke Übereinstimmung mit gemessenen Temperaturen nicht durch zufällige Daten reproduziert werden konnte. Als sie die ausgerichteten Aufzeichnungen aller sieben Äste mittelten, stimmte die kombinierte Rekonstruktion mit hoher Präzision mit den an Ort und Stelle aufgezeichneten Temperaturdaten überein.

Was das für die Zukunft der Korallenriffe bedeutet

Die Studie zeigt, dass Rhodolithen als fein detaillierte Paläothermometer dienen können, die tägliche bis unterwöchentliche Temperaturänderungen in tropischen Riffumgebungen auflösen. Durch die Kombination fortschrittlicher dreidimensionaler Bildgebung mit Multi-Element-Chemie und sorgfältiger Zeitangleichung schufen die Autoren einen Proof-of-Concept-Rahmen, der über 133 Tage eine Genauigkeit von etwa zwei Drittel Grad Celsius erreicht. Für Laien bedeutet das: Bescheidene rosa Steine auf dem Meeresboden können erzählen, wie heiß Riffe in jüngerer Vergangenheit waren. Während Korallen und andere traditionelle Klimaarchive durch Erwärmung und Versauerung stärker belastet werden, könnten widerstandsfähige koralline Algen wie diese entscheidende Aufzeichnungen kleiner Temperaturschwankungen liefern, die Bleichereignisse, Riffwachstum und die langfristige Gesundheit tropischer Ozeane beeinflussen.

Zitation: Li, L.Y., Bernal-Tamayo, J.P., Hetzinger, S. et al. Rhodoliths can act as daily resolution paleotemperature archives in the Red Sea. Commun Earth Environ 7, 439 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03603-y

Schlüsselwörter: Rhodolithen, Rotes Meer, Korallenriffe, Paläotemperatur, Ozeanerwärmung