Wie entsteht das beeindruckende Farbspiel der heißen Quellen im Yellowstone Nationalpark? Forscher konnten zeigen, dass Verunreinigungen die Spezialeffekte auslösen – sie können den Zauber allerdings auch schnell beenden.
Wüsste man nicht, dass die Aufnahmen aus dem Yellowstone Nationalpark stammen, könnte man meinen, es handelt sich um eine Fotomontage. Selbst in trüber Winterlandschaft leuchten die heißen Quellen des Parks in den verrücktesten Farben: Saftiges Grün in der Mitte, umgeben von einem dezenten Ring in Gelb, der sanft über Orange ins Hellbraune übergeht.
Die Farben der Quellen faszinieren Touristen aus der ganzen Welt, aber auch die Wissenschaft. Forscher haben untersucht, wie genau der Farbenzauber der Thermalquellen im Yellowstone Nationalpark entsteht – und wie Verschmutzung die Färbung über die Jahre verändert hat. Seit die Quellen zur Touristenattraktion wurden, hat sich die natürliche Zusammensetzung der Stoffe im Wasser so verschoben, dass die natürlichen Farben oft nicht mehr zu erkennen sind.
Glücksmünzen verändern die Wasserfarbe
Ursprüngliche Farbgeber der heißen Quellen sind spezialisierte Mikroorganismen, die sich auf das Leben im warmen Wasser spezialisiert haben. So tauchen etwa hitzebeständige Cyanobakterien die Quellen in Orange, Gelb, Blaugrün oder Schwarz. Außerdem bestimmt die chemische Zusammensetzung des Wassers die Farbe: Ist es kalkhaltig, lagert sich am Grund weißes bis graues Material ab, je nach Eisengehalt entstehen hellgelbe, orangefarbene oder braune Bereiche.
Im Sommer 2012 haben Michael Vollmer von der Fachhochschule Brandenburg und Kollegen mehrere heiße Quellen im Yellowstone-Nationalpark untersucht: Sie machten Fotos und dokumentierten die Farbgebung und Absorption des Lichts unter verschiedenen Bedingungen. „Wir haben eigentlich aus Spaß mit der Studie angefangen“, berichtet Vollmer. Doch dann stellten die Forscher fest, dass über die genaue Ausbreitung des Lichts in den Quellen nur wenig bekannt ist.
Bakterien bestimmen Farbe an der Oberfläche
Aus ihren Daten entwickelten die Forscher ein einfaches Modell, mit dem sie die Farbgebung der Gewässer simulieren konnten. Die Simulationen, wie eine Quelle je nach Zusammensetzung der Bakterien und des Wassers aussieht, stimmten sehr genau mit den Fotografien überein, berichten die Forscher im Fachmagazin „Applied Optics“.
Laut Analyse entsteht die Farbe an der Wasseroberfläche anders als in den tiefen Schichten: Oben ist laut Studie vor allem die Zusammensetzung der Bakterien entscheidend. Je nach Wassertemperatur leben unterschiedliche Mengen einzelner Organismen in den Quellen. Die Farben der tieferen Wasserschichten entstünden dagegen vor allem durch die chemische Zusammensetzung des Wassers, etwa des Kalk- oder Eisengehalts.
Blick in die Vergangenheit
Zum Schluss simulierten Vollmer und Kollegen, wie der unter anderem untersuchte Morning Glory Pool im Oberen Geysir-Becken des Yellowstone Nationalparks zwischen den Achtzigerjahren des 19. und den Vierzigerjahren des 20. Jahrhunderts ausgehen haben könnte. Damals war das Wasser dort noch deutlich heißer als heute. Das Ergebnis: Die Thermalquelle erstrahlte damals einheitlich in tiefem Blau. Heute leuchtet es in Orange über Gelb bis Grün.
Verändert hat sich die Farbe durch eine Ansammlung von Münzen, Müll und Gestein in dem Gewässer. Die Gegenstände haben wichtige Heißwasserzuflüsse verstopft, sodass das Wasser kühler geworden ist und sich die Zusammensetzung der Bakterien verändert hat.
(Blick in die Vergangenheit: Eine Simulation zeigt, welche Farbe das Wasser im Morning Glory Pool hatte, bevor die Temperatur stark gesunken ist und sich dadurch die Zusammensetzung der Bakterien verändert hat: Sie war schlicht blau. Heute erscheint das Gewässer in Grün bis Orange)
Aus der Ferne scheint das neue Farbenspiel der Quelle deutlich aufregender als die ursprüngliche Variante in Tiefblau, doch die Verantwortlichen des Yellowstone Nationalparks warnen: Setze sich die Verschmutzung und damit der Temperaturabfall fort, werde aus der Morning Glory eine „Faded Glory“, eine trübe Pracht.
Quellen: SpiegelOnline/AFP vom 20.12.2014
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