Antarktis-Schnee schmilzt noch schneller

Rote und grüne Schneealgen beschleunigen antarktische Schneeschmelze

Rote und grüne Algen, die auf dem Schnee der Antarktischen Halbinsel (AP) wachsen, verursachen eine bedeutende zusätzliche Schneeschmelze. Das ist das Ergebnis einer erstmals durchgeführten wissenschaftlichen Studie unter der Leitung von Alia Khan, Affiliate Research Scientist am National Snow and Ice Data Center (NSIDC) und Assistenzprofessor an der Western Washington University. Bereits im Mai 2020 erschien ein erster Artikel (in Nature) zum Thema.

Neue Forschungen untersuchen die Auswirkungen von Rot- und Grünalgen auf Albedo und Strahlungsabsorbierung in der Antarktis(Foto © National Snow and Ice Data Center (NSIDC), Bob Gilmore, University of Colorado)

Algenblüten werden in der Antarktis wahrscheinlich zunehmen, wenn sich der Planet weiter erwärmt, was die saisonale Schneeschmelze weiter verschlimmern und zur Ausdehnung der eisfreien Gebiete in der AP-Region beitragen wird. Dies könnte schwerwiegende Auswirkungen auf das regionale Klima, die Schnee- und Eisschmelze, die Verfügbarkeit von Süßwasser und die Ökosysteme haben, wird aber in den aktuellen globalen Klimamodellen nicht berücksichtigt. Die Ergebnisse der Forschung wurden am 13.01.2021 in der Zeitschrift The Cryosphere der European Geosciences Union veröffentlicht.

“Die Erwärmung entlang der Antarktischen Halbinsel verursacht drastische Veränderungen in der Schnee- und Eisschmelze sowie in den Reaktionen des Ökosystems”, sagt Khan. “Wir sehen, dass sich diese Algenblüten über weite Gebiete entlang der Küste ausbreiten. Die Blüten können so intensiv und dunkel sein, als würde man ein dunkles T-Shirt an einem sonnigen Tag tragen, dass sie die Oberfläche erwärmen und mehr Schmelze verursachen. Die Erwärmung führt wahrscheinlich zu einer Ausweitung und Verstärkung der Schneealgenblüten-Saison, die in dieser Region der Antarktis weiter zunehmen könnte, wenn sich das Klima weiter erwärmt.”

Die Forscher untersuchten die Auswirkungen von Rot- und Grünalgen auf die Albedo, d.h. wie viel Licht die Schneeoberfläche in den Weltraum zurückreflektiert, und den Strahlungsantrieb, d.h. wie viel Energie die Oberfläche absorbiert. Dunklere Oberflächen verringern die Albedo und erhöhen den Strahlungsantrieb, und ein positiver Strahlungsantrieb führt zu einer Erwärmung des Planeten. Dies ist das erste Mal, dass die Strahlungseffekte von Algen in der AP-Region abgeschätzt wurden. Die Wissenschaftler führten diese Forschung durch, indem sie im Januar 2018 an drei Standorten bodengestützte Messungen der spektralen Albedo von roten und grünen Schneealgen durchführten und dann den Strahlungsantrieb anhand historischer mehrjähriger Messungen der Sonneneinstrahlung an der Palmer Station in der Antarktis modellierten. Zwei der Bodenstandorte befanden sich auf King George Island, nördlich der Palmer Station, und einer war auf Nelson Island. Da Algenblüten mit tierischen Abfällen in Verbindung gebracht werden, die die Nährstoffe produzieren, die die Algen zum Wachstum benötigen, wählten die Forscher Standorte, die von Robben, Pinguinen und anderen Vögeln frequentiert werden.

Im Vergleich zu sauberem Schnee fanden die Wissenschaftler heraus, dass grüne Algenflecken die Albedo des Schnees um 40 und rote Algenflecken um 20 Prozent reduzieren. Grüne Schneealgen enthalten mehr Chlorophyll als rote Schneealgen und absorbieren daher mehr Sonnenstrahlung, was die Albedo bei gleicher Algenkonzentration im Schnee stärker reduziert. Infolgedessen ist die durchschnittliche Strahlungsaufnahme für grüne Flecken doppelt so hoch wie für rote Flecken. Während der Hauptwachstumszeit, im australischen Sommer, beträgt der Anstieg der Strahlungsabsorption etwa 26 Watt pro Quadratmeter, und etwa 13 Watt pro Quadratmeter für rote Algen. Diese Beträge der Strahlungsabsorption sind vergleichbar mit denen, die durch Staub auf Schnee in den mittleren Breiten, wie in den Rocky Mountains, verursacht werden und dort die Schneeschmelze vorantreiben. In den AP führen Algenblüten zu etwa 3.700 Kubikmetern oder über eine Million Gallonen zusätzlicher Schneeschmelze pro Jahr.

“Die Antarktis ist bereits ein unglaublich schöner Ort, und Schneealgenblüten fügen eine zusätzliche künstlerische Dimension hinzu”, sagte Ted Scambos, Polarforscher am Cooperative Institute for Research in the Environmental Sciences (CIRES) und Mitautor der Studie. “Aber wie bei so vielen natürlichen Systemen treibt der Klimawandel die Dinge zu neuen Extremen, mit einigen unerwünschten Konsequenzen. Wir sehen, dass diese neuen, dunkleren und weiter verbreiteten Blüten einen Dominoeffekt haben, der das Schmelzen beschleunigt, eine Rückkopplung, die das Eis noch schneller zurückgehen lässt.”

Die Ergebnisse der Forschung zeigen, dass Schneealgen eine bedeutende Rolle bei der Schneeschmelze in den AP-Regionen spielen, in denen sie vorkommen, und sollten bei zukünftigen Schätzungen der eisfreien Ausdehnung in der Antarktis-Region berücksichtigt werden. Künftige Forschungen werden sich auf eine breitere Kartierung der Ausbreitung von Algenblüten und auf die Klimaereignisse konzentrieren, die die intensivsten Blütezeiten verursachen.

->Quelle: 

  • nsidc.org/red-and-green-snow-algae-increase-snowmelt-antarctic-peninsula
  • Alia L. Khan, Heidi M. Dierssen Ted A. Scambos, Juan Höfer, and Raul R. Cordero: Spectral characterization, radiative forcing and pigment content of coastal Antarctic snow algae: approaches to spectrally discriminate red and green communities and their impact on snowmelt, in: The Cryosphere, 15, 133–148, 2021, https://doi.org/10.5194/tc-15-133-2021
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