Het vulkanische eiland Kueishantao in het noordoosten van Taiwan is een extreem leefgebied voor mariene organismen. Met een actieve vulkaan, het kustgebied heeft een uniek hydrothermisch veld met een veelvoud aan warmwaterbronnen en vulkanische gassen. De zuurgraad van het studiegebied behoorde tot de hoogste ter wereld. Het gemakkelijk toegankelijke ondiepe water rond het vulkanische eiland vormt daarom een ​​ideale onderzoeksomgeving om het aanpassingsvermogen van mariene organismen te onderzoeken, waarvan sommige zeer gespecialiseerd zijn, zoals krabben, tot sterk verzuurd en giftig zeewater.

Ongeveer tien jaar lang, mariene onderzoekers van het Instituut voor Geowetenschappen aan de Universiteit van Kiel (CAU), samen met hun Chinese en Taiwanese partners van de Zhejiang University in Hangzhou en de National Taiwan Ocean University in Keelung, regelmatig verzamelde gegevens over geologische, chemische en biologische processen toen twee gebeurtenissen de resultaten van de tijdreeks in 2016 verstoorden. het eiland werd opgeschrikt door een aardbeving en slechts een paar weken later getroffen door de zware tropische tyfoon Nepartak. Op basis van gegevens die gedurende vele jaren zijn verzameld, de onderzoekers uit Kiel, China en Taiwan konden nu voor het eerst aantonen dat biogeochemische processen waren veranderd door de gevolgen van de enorme aardbeving en tyfoon en hoe verschillende organismen zich in slechts één jaar konden aanpassen aan de veranderde biogeochemie van het zeewater. De eerste resultaten van het interdisciplinaire onderzoek, gebaseerd op uitgebreide gegevens die teruggaan tot de jaren zestig, werden onlangs gepubliceerd in het internationale tijdschrift Nature Wetenschappelijke rapporten .

"Onze studie laat duidelijk zien hoe dicht atmosferisch, geologisch, biologische en chemische processen op elkaar inwerken en hoe een ecosysteem met extreme levensomstandigheden zoals vulkanische bronnen op de oceaanbodem reageert op verstoringen veroorzaakt door natuurlijke gebeurtenissen, " zegt Dr. Mario Lebrato van het Instituut voor Geowetenschappen aan de Universiteit van Kiel. Jarenlang, wetenschappers onder leiding van Dr. Dieter Garbe-Schönberg en Dr. Mario Lebrato van het Instituut voor Geowetenschappen aan de CAU hebben onderzoek gedaan naar het ondiepe hydrothermale systeem "Kueishantao". De geselecteerde locatie heeft een groot aantal kooldioxide-emissies in het ondiepe water. In aanvulling, uit de bronnen komen giftige metalen vrij. Zwavel verkleurt het water over grote oppervlakken. De vulkanische gassen - met een hoog zwavelgehalte - leiden tot een sterke verzuring van het zeewater. Door middel van drone-onderzoek in de lucht, modellering, regelmatige bemonstering en laboratoriumexperimenten onderzoek op hydrothermisch gebied levert daarom een ​​belangrijke bijdrage aan de effecten van oceaanverzuring op mariene gemeenschappen. Slechts enkele gespecialiseerde diersoorten zoals krabben, in de directe omgeving van de bronnen leven slakken en bacteriën. Een paar meter verderop, anderzijds, is het gevarieerde leven van een tropische oceaan.

"Door de hoge zuurgraad, het hoge gehalte aan giftige stoffen en hoge temperaturen van het water, de daar heersende leefomstandigheden kunnen dienen als natuurlijk laboratorium voor het onderzoek naar significante milieuverontreiniging door de mens. De bronnen bij Kueishantao zijn daarom ideaal voor het onderzoeken van toekomstscenario's, " zegt co-auteur Dr. Yiming Wang, die onlangs van de Kiel University naar het Max Planck Institute for the Science of Human History in Jena verhuisde.

Na de ernstige gebeurtenissen in 2016, het studiegebied is totaal veranderd. De zeebodem was bedolven onder een laag sediment en puin. In aanvulling, de zure warmwaterbronnen droogden op, en de samenstelling van het zeewater was gedurende een lange periode aanzienlijk en continu veranderd. Luchtfoto's gemaakt met drones, monsters genomen door onderzoeksduikers uit Kiel en Taiwan, evenals biogeochemisch onderzoek toonden duidelijk de ruimtelijke en chemische omvang van de verstoringen. Deze werden vastgelegd door de bioloog en onderzoeksduiker Mario Lebrato en zijn Taiwanese collega Li Chun Tseng en vergeleken met de resultaten van eerdere bemonsteringen. "Wat aanvankelijk een catastrofe leek voor ons huidige tijdreeksonderzoek, bleek achteraf een meevaller. Dit gaf ons de zeldzame kans om te observeren hoe organismen zich aanpassen aan de ernstige verstoringen. We konden putten uit een uitgebreide database om dit te doen dit", legt projectmanager Dr. Dieter Garbe-Schönberg van het Instituut voor Geowetenschappen van de Universiteit van Kiel uit.