Hurrikan Harvey hat den Säuregehalt der Galveston Bay in Texas mehr als verdoppelt und bedroht Austernriffe

Die meisten Menschen assoziieren Hurrikane mit starken Winden, starkem Regen und schnellen Überschwemmungen an Land.Aber diese Stürme können auch die Chemie der Küstengewässer verändern.Solche Verschiebungen sind weniger sichtbar als Schäden an Land, können jedoch verheerende Folgen für das Leben im Meer und die Ökosysteme der Küstenmeere haben.

Wir sind Ozeanographen, die das studieren Auswirkungen der Ozeanversauerung, einschließlich auf Organismen wie Austern und Korallen.In einem aktuelle Studie, haben wir untersucht, wie sich der Regenwasserabfluss des Hurrikans Harvey im Jahr 2017 auf die Wasserchemie der Galveston Bay und die Gesundheit der Austernriffe der Bucht auswirkte.Wir wollten verstehen, wie extreme Regenfälle und Abflüsse von Hurrikanen die Versauerung der Buchtgewässer beeinflussen und wie lange diese Veränderungen anhalten können.

Unsere Erkenntnisse waren verblüffend.Hurrikan Harvey, der in der Metropolregion Houston für massive Regenfälle sorgte, ließ einen gewaltigen Süßwasserstoß in die Galveston Bay strömen.Infolgedessen war die Bucht nach dem Sturm mindestens drei Wochen lang zwei- bis viermal saurer als normal.

Dadurch wurde das Wasser in der Bucht so korrosiv, dass die Austernschalen in der Flussmündung beschädigt wurden.Da Wachstum und Erholung der Austern von vielen Faktoren abhängen, ist es schwierig, spezifische Veränderungen mit der Versauerung in Verbindung zu bringen.Allerdings hätte eine zunehmende Versauerung die Erholung der durch Hurrikan Harvey geschädigten Austernriffe sicherlich erschwert.Und obwohl sich unsere Studie auf die Galveston Bay konzentrierte, vermuten wir, dass ähnliche Prozesse auch in anderen Küstengebieten stattfinden könnten.

Riesige Mengen Wasser

Wissenschaftler sagen voraus, dass der Klimawandel Hurrikane stärker und stärker machen wird erhöhen die Menge an Regen, die sie produzieren in den nächsten Jahrzehnten.Veränderungen in der Chemie der Ozeane, die durch den Abfluss dieser Stürme verursacht werden, stellen eine zunehmende Bedrohung für viele Meeresökosysteme dar, insbesondere für Küstenriffe, die von Austern und Korallen gebildet werden.

Küstenmündungen Wie Galveston Bay, wo Flüsse auf das Meer treffen, gehören sie zu den produktivsten Ökosystemen der Welt.Galveston Bay ist die größte Bucht an der Küste von Texas und eine der größten in den USA;Es umfasst etwa 600 Quadratmeilen, etwa halb so groß wie Rhode Island.Seine weitläufigen Austernriffe sorgen dafür etwa 9 % der nationalen Austernernte.

Hurrikan Harvey, der feuchteste tropische Wirbelsturm in den USA.Geschichte, traf im August als Hurrikan der Kategorie 4 auf die Küste von Texas.26. 2017.Harvey blieb vier Tage lang an der Küste stehen und saß sowohl über Land als auch über dem Meer.

Durch die Aufrechterhaltung des Kontakts mit den warmen Gewässern des Golfs von Mexiko wurde der Sturm sowohl mit Energie als auch mit Niederschlägen angeheizt, so dass er anhalten konnte und extreme Regenmengen direkt auf Houston und die umliegenden Gebiete fallen ließ – bis zu 50 Zoll in vier Tagen.All dieser Regen und das Überschwemmungswasser mussten irgendwo hin, und ein Großteil davon floss in die Galveston Bay.

Klimawandel und Ozeanversauerung

Die von uns untersuchten Probleme der Ozeanversauerung sind: bekannte Auswirkung im Zusammenhang mit dem Klimawandel.Menschliche Aktivitäten, vor allem die Verbrennung fossiler Brennstoffe, emittieren Kohlendioxid in die Atmosphäre.Der Ozean absorbiert etwa ein Drittel dieser Emissionen, was die Chemie des Ozeans verändert und das Meerwasser saurer macht.

Übersäuerung kann schädigen viele Formen des Meereslebens.Besonders gefährlich ist es für Tiere, deren Panzer und Skelette aus Kalziumkarbonat bestehen, wie zum Beispiel Austern und Korallen.Da das Meerwasser saurer wird, wird es schwieriger, diese Strukturen zu errichten und leichter zu erodieren.

Austern verschmelzen beim Wachsen miteinander und bilden große felsartige Unterwasserriffe Küsten vor Wellenerosion schützen.Diese Riffe Lebensraum bieten für andere Lebewesen wie Seepocken, Anemonen und Muscheln, die wiederum vielen Fischarten als Nahrungsquelle dienen.

Steigende atmosphärische CO₂-Werte führen weltweit zu einer Versauerung der Ozeane.Wie unsere Studie zeigt, können lokale Ereignisse wie tropische Wirbelstürme zur globalen Versauerung beitragen.

Regenwasser aus Harvey verursachte eine extreme Versauerung der Küste

Die Hauptursache für die beispiellose Versauerung nach Hurrikan Harvey waren die übermäßigen Regen- und Abflussmengen, die in die Galveston Bay gelangten.Um die großflächigen Überschwemmungen in der Gegend von Houston zu bewältigen, ließ die Stadt nach Harvey mehr als zwei Monate lang große Wassermengen aus Stauseen ab.Diese Freisetzungen verlängerten die Zeit, in der Regenwasser in die Galveston Bay gelangte, und erhöhten den Säuregehalt.

Wissenschaftler verwenden die pH-Skala, um zu messen, wie sauer oder basisch (alkalisch) Wasser ist.Ein pH-Wert von 7 ist neutral;Höhere Werte sind basisch, niedrigere Werte sind sauer.Die pH-Skala ist logarithmisch, sodass eine Verringerung um eine volle Einheit – beispielsweise von 8 auf 7 – einem zehnfachen Anstieg des Säuregehalts entspricht.

Regenwasser ist saurer als Fluss- oder Meerwasser, das leicht basische Mineralien aus dem Boden aufnimmt und absorbiertes Kohlendioxid aus der Atmosphäre ausgleichen kann.Der pH-Wert von Regenwasser liegt im Vergleich zu etwa 5,6 zwischen 6,5 und 8,2 für Flüsse Und etwa 8,1 für Meerwasser.

Galveston Bay enthält eine Mischung aus Süßwasser aus Flüssen und salzigem Meerwasser aus dem Golf von Mexiko – dem bevorzugten Lebensraum der Austern.Wir sammelten zwei Wochen nach Harvey Wasserproben in der Bucht und stellten fest, dass die Bucht fast ausschließlich aus Flusswasser und Regenwasser des Sturms bestand.

Da Regenwasser, Flusswasser und Meerwasser unterschiedliche chemische Eigenschaften haben, konnten wir berechnen, dass Regenwasser fast 50 % des Wassers in der Bucht ausmacht.Dies bedeutet, dass saures Regenwasser aus Harvey nach dem Sturm das basische Meerwasser in der Bucht ersetzte.Der durchschnittliche pH-Wert des Buchtwassers war von 8 auf 7,6 gesunken, was einem 2,5-fachen Anstieg des Säuregehalts entspricht.In einigen Zonen lag der pH-Wert sogar bei 7,4 – viermal saurer als normal.

Diese extreme Versauerung dauerte mehr als drei Wochen.Das Gewässer der Bucht wurde nicht nur für empfindlichere Larven- und Jungausternschalen, sondern auch für erwachsene Austernschalen ätzend. Wissenschaftler hatten es vorhergesagt dass der zunehmende CO₂-Ausstoß zu einer Küstenversauerung in diesem Ausmaß führen könnte, rechnete jedoch erst um das Jahr 2100 damit.

Das Süßwasser von Harvey verursachte auch eine schweres Austernsterben in der Bucht, weil Austern zum Überleben leicht salziges Wasser benötigen.Harvey schlug mitten in der Laichzeit der Austern zu, und die Versauerung könnte die Erholung des Riffs verlangsamt haben, da es jungen Austern schwerer fällt, neue Schalen zu bilden.Beamte am Texas Parks and Wildlife Department haben uns erzählt, dass vier Jahre später, Ende 2021, immer noch einige Austernriffe in der Galveston Bay zu sehen waren sehr geringe Zugabe neuer Austern.

Andere Küstengebiete gefährdet

Nur wenige Studien, darunter auch unsere, haben analysiert, wie tropische Wirbelstürme die Küstenversauerung beeinflussen.Aus unserer Sicht ist es jedoch durchaus möglich, dass andere Stürme zu einer derartigen extremen Versauerung geführt haben, wie wir sie nach Harvey festgestellt haben.

Wir haben die 10 nassesten getestet tropische Wirbelstürme in den USAseit 1900 und fanden heraus, dass neun, darunter Harvey, große Regenmengen und Überschwemmungen in Küstengebieten mit Bucht- oder Flussmündungsökosystemen verursachten.Andere Stürme brachten nicht so viele Niederschläge wie Harvey, aber einige der betroffenen Buchten waren viel kleiner als Galveston Bay, sodass weniger Regen nötig gewesen wäre, um das Meerwasser in der Bucht zu ersetzen und eine ähnliche Versauerung wie bei Harvey zu verursachen.

Wir glauben, dass dies wahrscheinlich bereits an anderen Orten vorgekommen ist, die von Hurrikanen heimgesucht wurden, aber nicht aufgezeichnet wurde, weil die Wissenschaftler nicht in der Lage waren, die Versauerung vor und nach den Stürmen zu messen.Da der Klimawandel tropische Wirbelstürme immer größer und feuchter macht, sehen wir die durch Stürme verursachte Versauerung als erhebliche Bedrohung für Küstenökosysteme.