Die Antarktische Halbinsel ist der nördlichste Teil der Antarktis und hat das mildeste Klima des Kontinents. Im Januar, der wärmsten Jahreszeit, beträgt die Temperatur im Durchschnitt 1 bis 2 °C (34 bis 36 °F). Und es wird wärmer.
Diese warmen Temperaturen ermöglichen das Wachstum von Schneealgen, und jetzt haben Wissenschaftler mithilfe von Fernerkundung diese Algenblüten kartiert.
Die Algenkarte ist Teil einer Studie zum Thema Algen und Klimawandel. Da das landgebundene Ökosystem durch das kalte Klima stark eingeschränkt ist, stellen diese auf Schnee wachsenden Blüten einen wichtigen Bestandteil des Ökosystems dar.
Die neue Studie trägt den Titel „ Fernerkundung enthüllt antarktische Grünschneealgen als wichtige terrestrische Kohlenstoffsenke .“ Der Hauptautor ist Dr. Matt Davey vom Department of Plant Sciences der University of Cambridge. Die Studie ist in der Zeitschrift Nature Communications erschienen.
„Dies ist ein bedeutender Fortschritt in unserem Verständnis des Lebens an Land in der Antarktis und wie es sich in den kommenden Jahren mit der Erwärmung des Klimas ändern könnte.“
Hauptautor Dr. Matt Davey, University of Cambridge.
Zwei Sommer lang sammelte das Forscherteam hinter dieser Arbeit sowohl Satellitendaten als auch Bodenbeobachtungen zu antarktischen Algenblüten. Die einzelnen Organismen sind mikroskopisch klein, aber zusammen sind sie aus dem Weltraum sichtbar. Obwohl die einzelnen Blüten nur wenige Quadratmeter bedecken, bedecken sie zusammen fast 2 km².
Das hört sich vielleicht nicht nach viel an, bis Sie es in Bezug darauf setzen, wie viel atmosphärischer Kohlenstoff sie absorbieren.
Dr. Matt Davey bei der Probenahme von Schneealgen auf Lagoon Island in der Antarktis. Bildquelle: Sarah Vincent
„Wir haben 1679 einzelne Grünalgenblüten auf der Schneeoberfläche identifiziert, die zusammen eine Fläche von 1,9 km2 bedeckten, was einer Kohlenstoffsenke von rund 479 Tonnen pro Jahr entspricht“, sagte Hauptautor Davey in a Pressemitteilung . Zum Vergleich: Dies ist die gleiche Menge an Kohlenstoff, die bei etwa 875.000 durchschnittlichen Fahrten mit Verbrennungsmotoren in Großbritannien ausgestoßen wird.
Es sind wärmere Temperaturen, die die Algen blühen lassen, und die Antarktische Halbinsel ist der wärmste Teil des Kontinents. Aber auch Algen brauchen Nahrung. Und in der Antarktis besteht diese Nahrung hauptsächlich in Form von Pinguinexkrementen. Blüten wurden in der Nähe anderer Vogelkolonien gefunden und dort, wo Robben in großer Zahl an Land kommen. Aber über 60 % der 1679 Blüten, die das Team fand, befanden sich im Umkreis von 5 km (3,1 Meilen) von einer Pinguinkolonie.
In der Studie heißt es: „Die Meeresfauna ist eine potenzielle Nährstoffquelle für antarktische Schneealgen, wobei Fäkalien an Robbenfangplätzen, Pinguinkolonien und Nistplätzen für andere Vögel Stickstoff- und Phosphat-Hotspots in einer ansonsten typischen Form liefern“ oligotroph Umgebung.'
Eine Karte der Antarktis mit der Antarktischen Halbinsel, auch Graham Land genannt. Bildquelle: Von Map-antarctica-ross-ice-shelf-red-x.png: *Antarctica_Map.pngderivative work: — Jeandré, 2009-02-16t17:22zderivative work: Anna Frodesiak (Vortrag) – Map-antarctica-ross- ice-shelf-red-x.png, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6426537
„Dies ist ein bedeutender Fortschritt in unserem Verständnis des Lebens an Land in der Antarktis und wie es sich in den kommenden Jahren mit der Erwärmung des Klimas ändern könnte“, sagte Hauptautor Davey. „Schneealgen sind eine Schlüsselkomponente für die Fähigkeit des Kontinents, durch Photosynthese Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu binden.“
Der Standort dieser Algenblüte wird sich im Laufe der Zeit ändern, auch als Folge des Klimawandels. Der Großteil der Blüten findet sich auf kleineren, tief liegenden Inseln ohne Anhöhe. Wenn sich das Klima erwärmt, können diese Inseln ihre Schneedecke verlieren.
Der Großteil der Algen ist jedoch in einer kleineren Anzahl größerer Blüten enthalten. Sie befinden sich in Gebieten, in denen sie sich auf höheres Gelände bewegen können, wenn der tiefer liegende Schnee schmilzt. Infolgedessen werden die Algen zunehmen, wenn sich das Klima weiter erwärmt.
Übersicht über die Standorte einzelner Blüten gründominanter Schneealgen, die auf der Antarktischen Halbinsel anhand von modellierten Daten aus Satellitenbildern und Bodendaten identifiziert wurden (Kreise;n=1679). Kreisfarbskala repräsentiert die mittlere Zelldichte (Zellen/ml?1) jeder Blüte. Rote Dreiecke zeigen die Lage der Bodenvalidierungsstellen (n=27). Gelb zeigt eine niedrigere Zelldichte an, während Dunkelgrün eine höhere Zelldichte anzeigt. Bildquelle: Davey et al., 2020.
„Mit der Erwärmung der Antarktis gehen wir davon aus, dass die Gesamtmasse der Schneealgen zunehmen wird, da die Ausbreitung in höhere Lagen den Verlust kleiner Inselalgenflecken deutlich überwiegen wird“, sagte Hauptautor Gray.
Das IPCC (International Panel on Climate Change) prognostiziert einen globalen Temperaturanstieg von 1,5 Grad Celsius, und das bedeutet, dass „die 0 °C-Isotherme an Höhe zunehmen wird und dass positive Gradtage häufiger werden und weiter südlich auftreten“, so an die Autoren. Sie schreiben auch, dass 'dies wahrscheinlich Neuschnee für die Besiedlung durch grüne Schneealgen öffnen wird, sollte ein geeigneter Ausbreitungsmechanismus die Übertragung in neue Gebiete ermöglichen.'
Es ist unklar, ob sich die Menge an Nährstoffen, die aus Pinguinkolonien und anderen Quellen verfügbar sind, mit steigenden Temperaturen ändert. Aus der Studie: „Die Auswirkungen der Erwärmung auf die marine Nährstoffversorgung der Schneedecke sind weniger klar, da Meereswirbeltiere als Reaktion auf eine sich ändernde antarktische Umgebung unterschiedliche Plastizitätsgrade gezeigt haben.“
Pinguine spielen eine wichtige Rolle bei der antarktischen Algenblüte. Ihr Kot ist reich an Phosphor und Stickstoff, Nahrung für Algen. 60 % der Algenblüten befinden sich in der Nähe von Pinguinkolonien. Hier versammelt sich eine Gruppe Kaiserpinguine auf dem Eis. Bildnachweis: Von Christopher Michel – Antarktis, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30473524
Wenn sich das Klima aufgrund des steigenden atmosphärischen CO2-Gehalts erwärmt, werden natürlich nicht nur Algen blühen – wenn genügend Stickstoff und Phosphor für die Nahrung vorhanden sind –, sondern die Algen nehmen auch mehr Kohlenstoff auf und werden zu einer bedeutenderen Kohlenstoffsenke. Die Zahl von 479 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr wird voraussichtlich deutlich ansteigen.
Tatsächlich dürften die 479 Tonnen bereits zu niedrig sein. Diese Studie misst nur Grünalgen, aber es gibt auch orange und rote Schneealgen, die in dieser Studie nicht gemessen wurden. Das Team hofft, eine weitere Studie durchführen zu können, die diese Algenblüte misst und die gesamte Antarktis und nicht nur die Antarktische Halbinsel abdeckt.
Obwohl der Großteil der Antarktis gefroren und leblos ist, können die Küstengebiete ziemlich reich an Leben sein. Moose und Flechten sind stellenweise reichlich vorhanden. Sie sind die beiden größten Gruppen photosynthetischer Organismen in der Antarktis und wurden mehr als Algen untersucht. Sie spielen eine wichtige Rolle beim Kohlenstoffkreislauf, aber wie diese Studie zeigt, sind sie nicht allein.
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