Alles, was Sie über rote Gezeiten wissen wollten

Eine rote Flut vor der Küste Südkaliforniens bringt nachts ein spektakuläres Schauspiel von Biolumineszenz an die Strände. Von leuchtenden Wellen, die an mehreren Stränden von San Diego zu sehen sind, bis hin zu Strudeln aus elektrisch blauem Licht, die von Delfinen erzeugt werden, die vor Newport Beach durchs Wasser gleiten, machen Fotos und Videos des Phänomens in den sozialen Medien die Runde. Aber welche Wissenschaft steckt hinter diesem natürlichen Lichtspiel?

Der Biolumineszenz-Experte Michael Latz, Wissenschaftler an der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego, erklärt, dass die rote Flut auf Anhäufungen des Dinoflagellaten Lingulodinium polyedra zurückzuführen ist, einer Art, die für ihre biolumineszenten Erscheinungen bekannt ist. Jede mikroskopisch kleine Zelle enthält etwas „Sonnenschutzmittel“, das ihr eine rötlich-braune Farbe verleiht. An sonnigen Tagen schwimmen die Organismen an die Oberfläche, wo sie sich konzentrieren, was zu einer intensiveren Färbung des Wassers führt und der Grund für den Begriff „rote Flut“ ist. Nachts, wenn das Phytoplankton durch Wellen oder andere Bewegungen im Wasser aufgewühlt wird, leuchtet es neonblau.

Rote Gezeiten sind unvorhersehbar und nicht alle erzeugen Biolumineszenz. Es gibt kein Programm zur Überwachung der roten Flut, aber das Southern California Coastal Ocean Observing System (SCCOOS) bei Scripps Oceanography führt wöchentliche Probenahmen für potenziell schädliche Algentoxine durch. Das Scripps Shore Stations Program sammelt außerdem täglich Wasserproben und führt zweimal wöchentlich Planktonanalysen durch.

Latz sagte, dass lokale rote Fluten von L. polyedra seit den frühen 1900er Jahren aufgrund von Beobachtungen durch Scripps-Wissenschaftler bekannt sind. Es gibt mehrere Scripps-Wissenschaftler, die Proben von der aktuellen roten Flut nehmen, um mehr über die genetischen und metabolischen Eigenschaften der Organismen zu erfahren.

Wissenschaftler wissen nicht, wie lange die aktuelle rote Flut andauern wird, da frühere Ereignisse zwischen einer Woche und einem Monat oder länger gedauert haben.

Biolumineszenzanzeigen sind am besten von einem dunklen Strand aus zu sehen, mindestens zwei Stunden nach Sonnenuntergang, obwohl die Sichtbarkeit nicht garantiert ist. Jeder, der den Strand besucht, sollte sich vergewissern, dass der Strand gemäß den von der Stadt festgelegten Richtlinien geöffnet ist, und einen gewissen sozialen Abstand wahren. Aktuelle Informationen zum Besuch der Strände von San Diego finden Sie unter https://www.sandiego.gov/lifeguards/beaches.

Nachfolgend beantwortet Latz einige häufig gestellte Fragen zur roten Flut.

Rote Flut Q&A mit Scripps-Wissenschaftler Michael Latz:

Warum ist der Ozean braun?
Es gibt eine Blüte des Dinoflagellaten Lingulodinium polyedra, der ein häufiges Mitglied der Planktongemeinschaft in Südkalifornien ist. Jede Zelle dieses mikroskopisch kleinen Organismus hat einen Durchmesser von nur 35 µm. Es gibt also viele von ihnen da draußen, die das Wasser verfärben, daher der Begriff „rote Flut“.
Wie groß ist die rote Flut?
Diese Blüte erstreckt sich von Baja California bis Los Angeles, ist also sehr groß. Manchmal sind sie auch lokal begrenzt. Erinnert sich noch jemand an die riesige rote Flut von 1995?
Wann begann sie?
Ein Imaging Flow Cytobot, der ein paar Meilen vor dem Scripps Pier aufgestellt wurde, entdeckte die Blüte ab Ende März 2020.
Wie lange dauert sie?
Unsere lokalen roten Fluten können Tage (z. B. Mai 2018), ein bis zwei Wochen (Sept. 2013, Juni 2019) oder einen oder mehrere Monate (Okt. 2011 und 1995) dauern. Es lässt sich nicht vorhersagen, wie lange sie andauern werden. Während einige Phytoplanktonblüten durch Nährstoffabfluss stimuliert werden, sind die von Lingulodinium polyedra mit entspanntem Auftrieb und geschichteten Wassersäulenbedingungen verbunden.
Wie oft treten rote Gezeiten auf?
Rote Gezeiten von Lingulodinium polyedra werden von Wissenschaftlern der Scripps Oceanography seit 1900 durch die Entnahme von Wasserproben überwacht. Diese Bemühungen werden dank SCCOOS und dem Wasserprobenahmeprogramm der Shore Stations fortgesetzt.
Ist das Wasser zum Surfen/Schwimmen sicher?
In einigen Gebieten wie dem Mittelmeer produziert Lingulodinium polyedra Yessotoxin, eine Verbindung, die als Neurotoxin wirkt, aber die lokalen Populationen produzieren kein Yessotoxin. Einige Menschen reagieren jedoch empfindlich auf das Einatmen von Luft, die mit der roten Flut in Verbindung steht, so dass die Organismen andere Verbindungen produzieren müssen, die die menschliche Gesundheit beeinträchtigen können. Im Allgemeinen sind während einer roten Flut viele gelöste Stoffe und Partikel im Wasser, was zu einer erhöhten mikrobiellen Aktivität führt. Es ist eine persönliche Entscheidung, ob man ins Wasser geht, aber es gibt keine Warnung der öffentlichen Gesundheit im Zusammenhang mit der roten Flut.
Ist die rote Flut biolumineszent?
Ja! Dinoflagellaten nutzen Biolumineszenz, um Fressfeinden auszuweichen. Sehen Sie sich das Video unten an, das biolumineszierende Wellen in der Nähe des Scripps Pier zeigt, oder dieses Video von Delfinen, die durch die rote Flut in Newport Beach schwimmen.
Nimmt die Häufigkeit dieser roten Flut zu?
Global gesehen nehmen rote Flutereignisse zu. Lokal kann es seit den 1960er Jahren zu häufigeren Ereignissen kommen. Es sind weitere Forschungen erforderlich, um die Faktoren zu verstehen, die zu roten Fluten führen.
Wann wird die nächste rote Flut auftreten?
Vorhersageinstrumente sind in der Entwicklung, aber wir können noch nicht vorhersagen, wann rote Fluten auftreten und wie lange sie dauern werden. Forscher bei Scripps Oceanography und anderswo verfolgen die Ereignisse und nehmen Proben, damit wir ihre Dynamik besser verstehen können.

Sind Sie daran interessiert, mehr über Biolumineszenz zu erfahren? Besuchen Sie diese Seite auf der Website des Latz Labs für weitere Informationen.