Jacqui Stuart, Te Herenga Waka — Victoria University of Wellington und Natalie Robinson, National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA)

Da sich das antarktische Meereis immer später bildet und weniger dick wird, gerät ein verborgenes Ökosystem ins Wanken: Die Vielfalt der Mikroalgen nimmt ab, wodurch eine wichtige Nahrungsquelle für das Meeresleben unterbrochen wird.

Die Antarktis ist das große Kühlaggregat der Welt. Dieser lebenswichtige Teil des Klimasystems der Erde wird weitgehend durch das jährliche Gefrieren und Schmelzen von Millionen Quadratkilometern Meereis rund um den Kontinent angetrieben.

Unsere Forschung zeigt, dass Veränderungen in diesem jährlichen Gefrierzyklus im McMurdo Sound zu Veränderungen in der Vielfalt der Algengemeinschaften führen können, die im Meereis leben.

Zu Beginn des südlichen Winters, wenn das Meerwasser zu gefrieren beginnt, stößt es Salz aus und bildet eine schwere und sehr kalte Salzlösung. Diese sinkt auf den Meeresboden und bildet schließlich das so genannte antarktische Bodenwasser. Dieses wird dann durch mehrere große Meeresströmungen in den Rest der Welt gepumpt.

In der Vergangenheit bedeutete dieser Zyklus, dass sich die Größe der Antarktis praktisch verdoppelte und der Kontinent auf dem Höhepunkt des Winters von einer riesigen Schürze aus Meereis umgeben war. Aber der Klimawandel verschiebt diesen jährlichen Zyklus.

In den letzten zehn Jahren hat das antarktische Meereis abgenommen. Es war kein stetiger Trend, aber seit 2016 hat sich im Vergleich zu den historischen Durchschnittswerten jedes Jahr weniger Meereis gebildet.

Die jährliche maximale Meereisausdehnung der Antarktis im September 2023 war die niedrigste seit Beginn der Aufzeichnungen, mit etwa 1,75 Millionen Quadratkilometern weniger Meereis als normal – eine Fläche, die etwa dem 6,5-fachen der Landfläche von Aotearoa entspricht.

Veränderungen auf kontinentaler Ebene sind in der Regel gut dokumentiert und werden veröffentlicht. Aber auch an Orten wie dem McMurdo Sound, der Heimat des einzigen antarktischen Außenpostens von Aotearoa Neuseeland, finden kleinere, lokale Veränderungen statt.

In vier der letzten sieben Jahre wurden ungewöhnliche Winterstürme aus südlichen Richtungen mit erheblichen Verzögerungen bei der Meereisbildung im McMurdo Sound in Verbindung gebracht.

Dort, wo in diesen „ungewöhnlichen“ Jahren Messungen durchgeführt wurden, war das Meereis, das sich später bildete, dünner (1,5 Meter im Vergleich zu 2,5 Metern) und wies eine geringere Schneedecke auf (etwa 5 Zentimeter im Vergleich zu 15-30 Zentimetern) als an denselben Orten in „typischen“ Jahren.

Eisige Riffe und Algenwiesen

Eine andere Art von Eis, das so genannte „Plättcheneis“, scheint ebenfalls von der späteren Bildung von Meereis betroffen zu sein.

In einigen Regionen der Antarktis, darunter auch im McMurdo Sound, erstreckt sich unter dem Meereis eine Schicht aus Plättcheneis in den Ozean. Es handelt sich dabei um eine zerbrechliche Gitterstruktur aus locker verfestigten plattenförmigen Eiskristallen, die eine auf dem Kopf stehende, riffartige Struktur bilden.

Die daraus resultierende schützende Umgebung ist ein Hotspot für die Primärproduktion – mikroskopisch kleine Algen, die die Basis des marinen Nahrungsnetzes bilden. Wenn sich das Meereis später bildet, hat das Plättcheneis nicht mehr so viel Zeit, sich darunter anzusammeln, und kann mehrere Meter dünner sein als unter älterem Eis (von mehr als 3 Metern auf etwa 1 Meter).

Warum sollten wir uns für das Meereis interessieren? Weil es nicht nur eine gefrorene, leblose Platte ist, die sich vom Kontinent ausbreitet und von der seltsamen Silhouette einer Robbe oder einer Ansammlung von Pinguinen auf der Spitze unterbrochen wird.

Unter der trostlosen Oberfläche, wo Eis auf Wasser trifft, können sich grüne Wiesen aus Mikroalgen ausbreiten, so weit das Auge reicht.

Mikroalgen sind einzellige, pflanzenähnliche Organismen, die Sonnenlicht zur Energiegewinnung nutzen. Ähnlich wie Wiesen an Land bieten sie Nahrung für viele andere Lebewesen. Im Winter, wenn andere Nahrungsquellen knapp werden können, spielt dieser Meereis-„Supermarkt“ eine entscheidende Rolle für die Ernährung anderer Bewohner des McMurdo Sound.

Abnehmende Algenvielfalt unter dünnerem Meereis

Unsere Forschungen deuten darauf hin, dass die Mikroalgen-Gemeinschaften, die innerhalb des Eises leben, ebenfalls anders sind, wenn sich das Meereis später bildet. Im sich später bildenden Meereis sind diese Lebensgemeinschaften weniger vielfältig und werden von weniger Arten dominiert.

Einige Arten, die normalerweise im früher entstehenden Meereis reichlich vorhanden sind, fehlen oder sind in geringer Zahl vorhanden, wenn sich das Meereis später bildet. Interessanterweise scheint die Menge der Mikroalgen im später gebildeten Eis jedoch ähnlich zu sein wie im „typischen“ Eis. Anstatt sich jedoch über die fast drei Meter tiefe Plättchenschicht zu verteilen, sind sie stattdessen in einem meterdicken Lebensraum zusammengepfercht.

Diese mikroskopisch kleinen Snacks sind vielfältig in Form, Größe und Rolle, die sie im Ökosystem spielen. Es kann hilfreich sein, sich die Mikroalgengemeinschaften wie die Gemüseabteilung im Supermarkt vorzustellen. Jede Art hat bevorzugte Wachstumsbedingungen und unterschiedliche Nährwerte und produziert unterschiedliche Mengen an wichtigen Ressourcen wie Proteinen, Kohlenhydraten und Fettsäuren.

Stellen Sie sich vor, in einem Winter ist das Wetter anders und alles, was wächst, sind Kohlköpfe und Zuckererbsen. Diese liefern Ihnen nicht alle Nährstoffe, die Sie brauchen. Dies spiegelt das Problem wider, wenn es an der Basis des Nahrungsnetzes weniger Vielfalt gibt. Wenn sich die Mikroalgengemeinschaften so verändern, wie es unsere Forschung beobachtet hat, werden sich wahrscheinlich auch die Quantität und Qualität der von ihnen bereitgestellten Ressourcen verändern.

Diese frühen Signale sind wichtig. Sie lassen weitreichendere ökologische Auswirkungen erahnen, vor allem, wenn das antarktische Meereis weiterhin dünner wird, sich zurückzieht oder sich später im Jahr bildet.

Wir brauchen mehr Forschung, um die Nuancen dieser Veränderungen und das Ausmaß ihrer Auswirkungen zu ermitteln. Aber wir sollten nicht vergessen, dass das, was an der Basis des Nahrungsnetzes in der Antarktis geschieht, nicht unbedingt dort bleibt. Diese Veränderungen könnten sich auch auf weiter entfernte Ökosysteme auswirken und die wichtigsten Fischereien im Südpolarmeer beeinträchtigen.

Wenn wir jetzt genau hinschauen, haben wir die Chance, zu verstehen und uns anzupassen, damit die Ökosysteme in einer sich verändernden Welt widerstandsfähig bleiben.

Jacqui Stuart, Postdoc-Forscherin für Meeresökologie, Te Herenga Waka – Victoria University of Wellington und Natalie Robinson, Meeresphysikerin, National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA).

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative-Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.