Eisen ist ein essenzieller Mikronährstoff für Phytoplankton und Voraussetzung für dessen Wachstum.
Ein Forschungsteam des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) konnte erstmals experimentell nachweisen, dass antarktisches Phytoplankton Eisen aus Gletscherschmelzwasser aufnehmen und verwerten kann. Eisen, das über Grundwasser in den Ozean gelangt, erwies sich hingegen als nicht bioverfügbar. Damit widerspricht die Studie bisherigen Annahmen, wonach auch Grundwasser eine nutzbare Eisenquelle darstellt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environmentveröffentlicht.
Natürliche Eisenquellen wie Gletscherschmelzwasser, Schelfsedimente und Grundwasser tragen zur Düngung großflächiger Phytoplanktonblüten im Südlichen Ozean bei, etwa rund um die Insel Südgeorgien. Diese Blüten spielen eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Kohlendioxid (CO₂). Bislang wurde die Bioverfügbarkeit dieser Eisenquellen jedoch meist nur geschätzt, was die Modellierung der biologischen CO₂-Aufnahme erschwert – insbesondere vor dem Hintergrund des Klimawandels mit zunehmender Gletscherschmelze.
„Wir haben erstmals die Bioverfügbarkeit von Eisen aus verschiedenen natürlichen Quellen experimentell quantifiziert“, erklärt Jasmin Stimpfle, Doktorandin am AWI und Erstautorin der Studie. „Dabei zeigte sich, dass Eisen aus Gletscherschmelzwasser deutlich besser nutzbar ist als Eisen aus Grundwasser.“ Unerwartet sei gewesen, dass Grundwassereisen von den Algen nicht aufgenommen werden konnte.
Zudem zeigte die Studie, dass auch die chemische Zusammensetzung des Meerwassers entscheidend ist: Gelöstes organisches Material kann Eisen binden und damit für Phytoplankton unzugänglich machen – unabhängig von der Eisenquelle.
Die Experimente wurden während der Polarstern-Expedition Island Impact im November und Dezember 2022 rund um Südgeorgien durchgeführt. „Der Südliche Ozean hat ein großes Potenzial zur Speicherung von Kohlenstoff“, sagt Dr. Scarlett Trimborn, Mitautorin der Studie. „Unsere Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig ein besseres Verständnis der Eisen-Bioverfügbarkeit ist, um zukünftige Veränderungen der CO₂-Aufnahme verlässlich modellieren zu können.“
Heiner Kubny, PolarJournal