Wer an einem stürmischen Tag aufs Meer hinausblickt, spürt die Weite, die Tiefe, die ungeheure Kraft. Die tosenden Wasser erscheinen endlos, fast bedrohlich. Sie verschlingen Schiffe, zerschlagen Küsten. Doch sind sie auch Ursprung des Lebens, Nahrungsquelle für Milliarden Menschen. Vor allem aber sind die so mächtig scheinenden riesigen Ozeane auch verwundbar. Mit gigantischen Trawler-Flotten macht der Mensch Jagd auf Fische. Er spült Abfälle, Gifte und Tausende Tonnen Dünger ins Meer. Er dringt in die Tiefen vor, um nach Öl und Gas zu bohren. Und auch der Klimawandel setzt diesem globalen Lebensraum zu. Weltweit versuchen Wissenschaftler herauszufinden, wie es um das Meer steht. Eine gigantische Herausforderung, denn das Leben im Meer ist vielfältig und komplex. Es liegt auf der Hand, dass man den Ozean nur dann verstehen kann, wenn sich Spezialisten verschiedener Fachgebiete zusammentun. Biologen können Fischarten erfassen und Bestände zählen. Ökonomen wissen, welchen Wert welcher Fisch auf dem Weltmarkt hat. Wie sich eine überfischte Spezies retten lässt, wird man aber nur gemeinsam herausfinden können.
Es ist diese Einsicht, die deutsche Wissenschaftler veranlasst hat, sich zu einem weltweit einzigartigen Forschungsverbund zusammenzuschließen – dem Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“. Meeres-, Geo- und Wirtschaftswissenschaftler sowie Mediziner, Mathematiker, Juristen und Gesellschaftswissenschaftler versuchen hier seit 2006 gemeinsam, dem Weltmeer auf den Grund zu gehen. Sie arbeiten an Forschungseinrichtungen in der Ostsee-Stadt Kiel – an der Christian-Albrechts-Universität (CAU), dem Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), dem Institut für Weltwirtschaft (IfW) und der Muthesius Kunsthochschule. Die Exzellenzcluster, eine Initiative des Bundes und der Länder, wurden an mehreren Hochschulstandorten zu verschiedenen Themenschwerpunkten eingerichtet. In Kiel sind es insgesamt rund 240 Wissenschaftler, die verstehen wollen, wie die Meere auf den Klimawandel und andere Bedrohungen reagieren – und wie sie sich künftig besser schützen lassen. Die zentrale Frage: Wie kann man den Ozean nutzen, ohne ihn zu zerstören? „Wir wollen Wege zu einem nachhaltigen Management der Ozeane finden“, sagt Martin Visbeck, Professor für Physikalische Ozeanographie am IFM-GEOMAR und Sprecher des Exzellenzclusters. „Es gibt derzeit wohl keine andere Institution, die die Meeresforschung derart vielfältig und interdisziplinär angeht.“ Allein 13 Arbeitsstellen wurden für Juniorprofessuren neu geschaffen, um weitere Spezialisten an Bord zu holen. Erst dadurch wird es möglich, den Ozean in ganzer Tiefe zu untersuchen.
Martin Quaas etwa kam als Umweltökonom an die CAU, um den weltweiten Fischfang zu analysieren. Er arbeitet eng mit Fischereibiologen des IFM-GEOMAR zusammen. „Die Biologen bestimmen die Fischarten und ihre Bestände in den Ozeanen und schätzen ab, wie hoch die Fangmenge sein darf, damit der Bestand erhalten bleibt“, sagt Quaas. „Um künftig ein nachhaltiges Fischereimanagement verwirklichen zu können, reicht das allerdings nicht.“ Die Fischereipolitik müsse sich grundlegend ändern, sagt Quaas. Als Ökonom weiß er, was zu tun ist und vor allem auch, wie man Anreize für eine neue und bessere Fischerei schaffen kann. Zunächst müssten die erlaubten Gesamtfangmengen wesentlich knapper bemessen werden. Denn sonst schrumpft die Zahl der geschlechtsreifen Tiere, der Nachwuchs bleibt aus. „Das ist fatal und muss sich ändern.“ Heute teilt man die jährliche Fischmenge in Fangquoten nach Gewicht auf. Jedes Unternehmen bekommt einen prozentualen Anteil. „Es wäre sinnvoller, eine Stückzahl anzugeben, das schafft dann Anreize, nur große Fische zu fangen“, sagt Quaas.
In Südamerika hat man einen anderen Weg gefunden, Meerestiere schonend zu ernten. Muschel- und Seeigelbestände wurden dort in die Obhut der einheimischen Fischer gegeben. Mehr Eigenverantwortung bedeutet, dass man dort seither sorgfältig darauf achtet, nur so viele Meerestiere zu fischen, dass es auch in der kommenden Saison noch genug gibt. Mit der Kombination von fischereibiologischer Expertise und Wirtschafts-Know-how im Cluster wurde in Deutschland eine Lücke geschlossen, sagt Quaas. Jetzt ist das Exzellenzcluster in der Lage, den Politikern klare Handlungsempfehlungen zu geben, die nachhaltig und zugleich auf lange Sicht wirtschaftlich sind.
Faszinierende Artenvielfalt
Quaas führt selbst keine Bestandsschätzungen durch, simuliert am Computer aber, wie schnell Arten verschwinden, wie stark der Fischfang ihnen zusetzt. Rainer Froese unterstützt ihn dabei. Der Fischexperte arbeitet seit langem am IFM-GEOMAR und gehört zu den Forschern des Exzellenzclusters. Seine Spezialität ist es, Übersicht in die Artenvielfalt des Meeres zu bringen. Zusammen mit philippinischen Forschern hat er mit www.fishbase.org eine der umfangreichsten Fisch-Enzyklopädien aufgebaut. Fachleute aus aller Welt können neu entdeckte Fischarten melden oder neue wissenschaftliche Erkenntnisse über Verbreitungsgebiete oder andere Merkmale an Fishbase melden. Froese und seine Mitarbeiter begutachten die Ergebnisse und nehmen sie in die Datenbank auf. Der Forscher ist stolz, dass Fishbase regelmäßig als zuverlässige Datenquelle von anderen Wissenschaftlern zitiert wird. „Unsere Daten tauchen in mehr als 1000 Veröffentlichungen ersten Ranges auf“, sagt Froese. Das ist zweifellos ein Ritterschlag. 2010 haben die Biologen einen weiteren Internetdienst online geschaltet – die Plattform www.aquamaps.org. Sie enthält die Verbreitungsgebiete von derzeit rund 11000 Meerestieren in Form anschaulicher Weltkarten – darunter aller Meeressäuger und der Hälfte aller bekannten Fischarten. AquaMaps war eine Fleißarbeit. In das Meerestier-Archiv sind Hunderttausende von Einzelbeobachtungen vieler Meeresforscher eingeflossen, zudem enzyklopädisches Wissen aus Hunderten von wissenschaftlichen Veröffentlichungen über die Heimatgebiete der Lebewesen, die bevorzugten Wassertemperaturen oder Salzgehalte.
Froese hat die Verbreitungskarten mit den Klimavorhersagen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), des Weltklimarates, verknüpft und Erschreckendes herausgefunden: Sollte sich die Erde aufheizen wie angenommen, bekommen viele Fischarten schon bis zur Mitte dieses Jahrhunderts Probleme. Das gilt vor allem für die an eiskaltes Wasser angepassten arktischen und antarktischen Fische. Denn bereits eine Wassererwärmung um zwei Grad kann für sie tödlich sein. Auch den tropischen Fischen könnte es zu heiß werden. Doch der Exzellenzcluster will keine Hiobsbotschaften verbreiten, sondern vor allem dazu beitragen, die Dinge zum Guten zu wenden. Wie mit einem weiteren Internetdienst, den Froese innerhalb eines EU-Projektes realisiert hat – dem Seafoodguide. Unter www.seafoodguide.org können Fischliebhaber sekundenschnell per Smartphone abfragen, ob der Fisch vor ihnen in der Tiefkühltruhe nachhaltig gefangen wurde und guten Gewissens verzehrt werden darf.
Mit lebenden Meeresressourcen ganz anderer Art befassen sich die Mediziner im Exzellenzcluster, Thomas C. G. Bosch und Philip Rosenstiel. Mit Hilfe ursprünglicher Lebewesen wie der Schwämme oder Quallen versuchen die Forscher, Immunkrankheiten des Menschen besser zu verstehen, vor allem jene Krankheiten, die an der Grenzfläche zur Außenwelt – auf der Haut, auf der Oberfläche der Lunge oder des Darms – entstehen: Neurodermitis, Asthma oder die Darmerkrankung Morbus Crohn. Heute weiß man, dass bei diesen Krankheiten Bakterien eine Rolle spielen, die dem Menschen normalerweise nützen – etwa Darmbakterien, die die Verdauung steuern. In manchen Fällen aber spielt die fein abgestimmte Bakteriengemeinschaft verrückt. Der Mensch erkrankt. Es ist erstaunlich, dass so einfach scheinende Lebewesen wie Qualle und Schwamm den Forschern weiterhelfen. Doch tatsächlich sind sich die Immunsysteme dieser archaischen Wesen und das des Menschen erstaunlich ähnlich. Die Forscher hoffen, an ihnen die grundlegenden Mechanismen der Immunreaktionen besser verstehen zu können, um letztlich Menschen zu heilen. Das Verblüffende: Bei den Meeresbewohnern treten niemals Immunerkrankungen auf. In anderen Projekten suchen die Mediziner in Meeresorganismen nach neuen heilenden Substanzen. Seit einigen Jahren sind Schmerzmittel und Krebsmedikamente auf dem Markt, die aus Meeresschnecken und Schwämmen extrahiert wurden.
Wissen aus dem Meer
Tausende weiterer vielversprechender Wirkstoffe vermutet man am Grund der Ozeane. Das Cluster will dazu beitragen, neue zu entdecken. Die Kieler Mediziner setzen dafür teure Laborgeräte ein, mit denen man unter anderem im Erbgut von Meeresbakterien nach Genen fahnden kann, die die molekulare Bauanleitung vielversprechender Eiweißsubstanzen enthalten. „Die Kooperation mit den Medizinern ist sehr wertvoll“, sagt Cluster-Sprecher Visbeck. „Ihr Wissen bereichert das der Meeresbiologen ganz enorm – nicht nur, was die medizinischen Aspekte betrifft.“ Sie untersuchen auch, wie sich Umweltveränderungen im Detail auf Meerestiere auswirken, auf einzelne Körperzellen und auf den Stoffwechsel. Ein Schwerpunkt ist dabei die Versauerung des Meeres: Durch die Aufnahme des Klimagases Kohlendioxid aus der Atmosphäre versauert das Meer wie Mineralwasser, das man mit dem Gas durchsprudelt. Die Kieler wollen verstehen, was künftig mit den Meeresorganismen geschieht.
Kohlendioxid und Klimawandel sind die drängenden Themen unserer Zeit. Das spiegelt sich in vielen Projekten des Exzellenzclusters wider. Die Kieler Geoforscher etwa befassen sich mit der Endlagerung von Kohlendioxid am Meeresgrund. Carbon Capture and Storage (CCS) heißt dieses Prinzip. Die Idee: Kohlendioxid wird bereits am Gas- oder Kohlekraftwerk abgefangen, anschließend verflüssigt und dann per Pipeline oder Pumpschiff an den Meeresboden befördert. Dank der Nähe zu den Meeresbiologen kann in Kiel derzeit recht genau erforscht werden, welche Auswirkungen das auf die Meeresumwelt haben könnte. Die Geowissenschaftler beschäftigen sich außerdem mit dem Abbau anderer wertvoller Rohstoffe am Meeresboden, von Erzen oder den Manganknollen, kartoffelgroßen Mineralienklumpen, die zu Milliarden am Grunde des Pazifik lagern. Noch ist unklar, wie diese Rohstoffmassen zu ernten sind. Noch fehlt es an der erforderlichen Technik. Auch damit befasst man sich in Kiel.
Auch das Seerecht ist Thema im Cluster. Zwar gibt es mit dem Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen seit einigen Jahren eine umfassende Rechtsordnung der Ozeane, dennoch geraten die Nationen immer wieder aneinander. An Land sind die Grenzen klar. Aber wie steht es mit dem küstenfernen Tiefseeboden, der gemeinsames Erbe der Menschheit ist? Wem gehören die genetischen Ressourcen, künftige Heilmittel, die in Bakterien oder Schwämmen in der Tiefe schlummern? Wie soll man die großen Gas- und Ölvorräte aufteilen, die noch unter dem Meereis der Arktis ruhen, aber künftig durch das Abschmelzen der Eismassen zugänglich werden? Der Rechtswissenschaftler Alexander Proelß befasst sich intensiv mit diesen Streitfällen im Meer, für die es oft noch keine Präzedenzfälle gibt.
In einigen Fällen haben die Kieler Forscher Gutachten vorgelegt, die inzwischen international anerkannt sind, etwa beim Streit um ein Eisendüngungsexperiment im Südpolarmeer. Ein deutsch-indisches Forscherteam wollte herausfinden, inwieweit Eisen in dem nährstoffarmen Meeresgebiet das Algenwachstum anregt. Umweltbehörden und Nichtregierungsorganisationen schalteten sich ein, die Wissenschaftler mussten warten. Das Forschungsschiff Polarstern dümpelte im Südatlantik. Jeden Tag hofften die Forscher auf grünes Licht. Im Eiltempo legten Proelß und die Kieler Meereswissenschaftler ihre Gutachten vor. Ergebnis: Nach den aktuellen Konventionen ließ sich das Forschungsverbot nicht rechtfertigen. Das Experiment konnte starten. „Es sind Fälle wie diese, die deutlich machen, dass das Seerecht auch heute noch vor neuen Herausforderungen steht“, sagt Proelß, der inzwischen einen Ruf an die Universität Trier angenommen hat. „Vor allem aber zeigen sie uns, wie eng die verschiedenen Disziplinen heute miteinander verzahnt sind und welche Bedeutung die interdisziplinäre Arbeit hat, wie wir sie im Cluster pflegen.“////
