Zweitens gilt: Je wärmer das Wasser, desto weniger dicht wird es. An der Oberfläche entsteht ein Band aus heißem Wasser, in der Tiefe kühleres Wasser, eine Schichtung, die als Schichtung bezeichnet wird. „Wenn Sie jemals im Sommer in einem See schwimmen gegangen sind, ist es an der Oberfläche schön warm, und wenn Sie dann abtauchen, wird es ziemlich schnell kalt“, sagt Michael Behrenfeld, Meeresökologe in Oregon Staatliche Universität. „Das ist die Schichtungsschicht, die Sie durchlaufen.“
Im Ozean wirkt dieses warme Wasser wie eine Kappe, die kritische ökologische Prozesse unterbricht. Normalerweise sprudeln Nährstoffe aus der Tiefe und versorgen das an der Oberfläche schwimmende Phytoplankton mit Nahrung. Die Schichtung verhindert das. Darüber hinaus wehen Winde typischerweise über die Oberfläche und vermischen das Wasser tiefer, wodurch auch Nährstoffe nach oben gelangen. Doch bei der Schichtung ist der Kontrast zwischen der Oberflächenschicht aus warmem Wasser und dem darunter liegenden kalten Wasser so stark, dass es für die Windenergie sehr schwierig ist, beides zu vermischen.
Zusammengenommen bedeutet dies, dass dem Phytoplankton in einem wärmeren Ozean die Nährstoffe entzogen werden, die es benötigt. Als Reaktion darauf produzieren sie weniger Pigmente, mit denen sie Sonnenlicht in Energie umwandeln. „Phytoplankton wird seine photosynthetischen Pigmente verringern, weil es zunehmend nährstoffgestresst ist“, sagt Behrenfeld. „Sie müssen nicht mehr so viel Licht einsammeln, weil sie nicht mehr über genügend Nährstoffe verfügen, um so viel Photosynthese zu betreiben wie zuvor.“ (Behrenfeld kann tatsächlich siehe Transformation in Satellitenbildern.)
Aufgrund der erhöhten Lichteinwirkung reduzieren sie auch ihre Pigmentproduktion. Ohne dass der Wind das Wasser vermischt, bleiben sie länger in der heißen Wasserkappe an der Oberfläche stecken. Da ihnen mehr Licht zur Verfügung steht, benötigen sie weniger Pigmente, um die gleiche Menge an Photosynthese durchzuführen.
„Der Nährstoffstress ist das, worüber wir uns wirklich Sorgen machen“, sagt Behrenfeld. „Wenn es stärker gestresst ist, gibt es weniger Photosynthese, was bedeutet, dass weniger organisches Material für die Nahrungskette produziert wird, die Fische ernährt.“
Die Erwärmung der Gewässer auf der Welt bringt Gewinner und Verlierer in der Phytoplanktongemeinschaft hervor. Wenn die Temperaturen steigen, neigen kleinere Phytoplanktonarten dazu, sich zu vermehren, die wiederum kleinere Zooplanktonarten ernähren, die beginnen, das Ökosystem zu dominieren. Die größeren Zooplanktonarten müssen dann mehr Energie aufwenden, um genug vom kleinsten Phytoplankton zu sammeln, um sich zu füllen. (Stellen Sie sich vor, Sie überleben mit einer regelmäßigen Cheeseburger-Diät und müssen dann auf Slider umsteigen.)
„In vielen Fällen kann Plankton recht widerstandsfähig sein, aber es kommt zu Veränderungen in der Zusammensetzung der Gemeinschaft“, sagt Kirstin Meyer-Kaiser, Meeresbiologin am Woods Hole Oceanographic Institution. Im Vorteil sind die Arten, die sich am besten an die wärmeren Gewässer und Veränderungen im Nahrungsangebot anpassen können. Die zooplanktonische Copepodenart Calanus finmarchicus, lebt beispielsweise typischerweise in subarktischen Breiten. „Aber es dringt immer weiter nach Norden vor“, sagt Meyer-Kaiser, „und wird immer häufiger und dominiert die Gemeinschaft dort oben, da die Temperaturen steigen und warmes Wasser einströmt.“