L'isola vulcanica di Kueishantao nel nord-est di Taiwan è un habitat estremo per gli organismi marini. Con un vulcano attivo, la zona costiera ha un campo idrotermale unico con una moltitudine di sorgenti calde e gas vulcanici. L'acidità dell'area di studio è stata tra le più alte al mondo. Il basso fondale facilmente accessibile intorno all'isola vulcanica rappresenta quindi un ambiente di ricerca ideale per studiare l'adattabilità degli organismi marini, alcuni dei quali altamente specializzati, come i granchi, all'acqua di mare altamente acidificata e tossica.

Da circa dieci anni, ricercatori marini dell'Istituto di geoscienze dell'Università di Kiel (CAU), insieme ai loro partner cinesi e taiwanesi della Zhejiang University di Hangzhou e della National Taiwan Ocean University di Keelung, dati regolarmente raccolti su aspetti geologici, processi chimici e biologici quando due eventi hanno interrotto i risultati delle serie temporali nel 2016. In primo luogo, l'isola fu scossa da un terremoto e colpita dal grave tifone tropicale Nepartak solo poche settimane dopo. Sulla base dei dati raccolti in molti anni, i ricercatori di Kiel, La Cina e Taiwan sono state ora in grado di dimostrare per la prima volta che i processi biogeochimici sono cambiati a causa delle conseguenze dell'enorme terremoto e del tifone e come diversi organismi sono stati in grado di adattarsi alla mutata biogeochimica dell'acqua di mare nel corso di un solo anno. I primi risultati dello studio interdisciplinare, sulla base di ampi dati risalenti agli anni '60, sono stati recentemente pubblicati sulla rivista internazionale Nature Rapporti scientifici .

"Il nostro studio mostra chiaramente quanto strettamente atmosferico, geologico, interagiscono i processi biologici e chimici e come reagisce un ecosistema con condizioni di vita estreme come le sorgenti vulcaniche sul fondo dell'oceano ai disturbi causati da eventi naturali, " afferma il Dr. Mario Lebrato dell'Istituto di Geoscienze dell'Università di Kiel. Per anni, gli scienziati guidati dal dott. Dieter Garbe-Schönberg e dal dott. Mario Lebrato dell'Istituto di geoscienze della CAU hanno svolto ricerche sul sistema idrotermale superficiale "Kueishantao". Il sito selezionato ha un gran numero di emissioni di anidride carbonica nelle acque poco profonde. Inoltre, le sorgenti rilasciano metalli tossici. Lo zolfo scolorisce l'acqua su vaste aree. I gas vulcanici, ad alto contenuto di zolfo, portano ad una forte acidificazione dell'acqua di mare. Attraverso metodi di rilevamento aereo con droni, modellazione, campionamento regolare ed esperimenti di laboratorio la ricerca nel campo idrotermale fornisce quindi un importante contributo agli effetti dell'acidificazione degli oceani sulle comunità marine. Solo poche specie animali specializzate come i granchi, lumache e batteri vivono nelle immediate vicinanze delle sorgenti. A pochi metri di distanza, d'altra parte, è la vita varia di un oceano tropicale.

"A causa dell'elevata acidità, l'alto contenuto di sostanze tossiche e l'elevata temperatura dell'acqua, le condizioni di vita prevalenti possono fungere da laboratorio naturale per lo studio dell'inquinamento ambientale significativo da parte dell'uomo. Le fonti di Kueishantao sono quindi ideali per indagare scenari futuri, " dice il co-autore Dr. Yiming Wang, che si è recentemente trasferito dalla Kiel University al Max Planck Institute for the Science of Human History di Jena.

Dopo i gravi eventi del 2016, l'area di studio è cambiata completamente. Il fondale è stato sepolto sotto uno strato di sedimenti e macerie. Inoltre, le fonti di acqua calda acida si sono prosciugate, e la composizione dell'acqua di mare era cambiata in modo significativo e continuo per un lungo periodo di tempo. Foto aeree realizzate con droni, campioni prelevati da ricercatori subacquei di Kiel e Taiwan, nonché indagini biogeochimiche, hanno mostrato chiaramente l'estensione spaziale e chimica dei disturbi. Questi sono stati registrati dal biologo e ricercatore subacqueo Mario Lebrato e dal suo collega taiwanese Li Chun Tseng e confrontati con i risultati di precedenti campionamenti. "Quella che inizialmente sembrava una catastrofe per il nostro attuale studio sulla serie temporale si è poi rivelata un colpo di fortuna. Questo ci ha dato la rara opportunità di osservare come gli organismi si adattano ai gravi disturbi. Siamo stati in grado di attingere a un database completo per fare questo" spiega il responsabile del progetto, il dott. Dieter Garbe-Schönberg dell'Istituto di geoscienze dell'Università di Kiel.