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Blüte unter dem Eis: Oben weiß, unten grün

Foto: REUTERS/ US Coast Guard

Plankton in der Arktis Es grünt unter dem Eis

Unter den dünner werdenden Eisschollen der Arktis wollen US-Forscher riesige Flächen von blühendem Plankton gefunden haben. Die grünen Wolken sind Nahrungsmittelfabriken im Meer - und waren bisher in der eisbedeckten Region nicht bekannt. Doch wie verlässlich sind die Daten?

Sie haben nur noch die "Healy". Das alternde rot-weiße Kraftpaket ist der einzige verbliebene Eisbrecher der USA. Selbst zur Versorgung ihrer Südpolstationen müssen die Amerikaner mittlerweile russische Boote chartern. Und so waren der Polarforscher Kevin Arrigo von der Stanford University und seine Kollegen froh, im vergangenen Juli auf dem schwimmenden Routinier durch die arktischen Gewässer der Tschuktschensee tuckern zu können.

"Icescape" hieß die Expedition in das eisige und einsame Meeresgebiet zwischen Alaska und Sibirien. "Wir wollten Messstationen auf dem Meereis einrichten", sagt Arrigo. Doch bei ihren Arbeiten fanden die Wissenschaftler dann etwas, nach dem sie eigentlich nicht gesucht hatten: Die Untersuchungen entlang zweier 250-Kilometer-Messstrecken im Meer zeigten großflächige Phytoplanktonblüten - unter 80 bis 130 Zentimeter dickem Eis.

Wie die Forscher im Fachmagazin "Science" schreiben, erstreckten sich die grünen Wolken demnach mehr als hundert Kilometer in die Packeiszonen hinein. Sie bestanden vor allem aus Kieselalgen der Gattungen Chaetoceros, Thalassiosira und Fragilariopsis.

An sich ist solches Phytoplankton nichts Besonderes in den Weltmeeren. Als Blüte wird die sprunghafte Vermehrung der Winzlinge bezeichnet: Verschiedene Arten von Algen, Cyanobakterien und andere Einzeller erzeugen mit Hilfe der Photosynthese große Mengen an Sauerstoff und Biomasse - wenn ihnen Licht und genügend Nährstoffe zur Verfügung stehen. Die Organismen liefern damit die Grundlage der Nahrungskette im Meer.

Weil die schwimmende Futterfabrik über so viel Cholorphyll verfügt, sind Phytoplanktonblüten sogar aus dem All sichtbar. Wenn es im freien Ozean blüht, haben Umweltsatelliten wie der gerade außer Dienst gegangene "Envisat" perfekte Sicht. Doch unters Eis können die fliegenden Observatorien nicht schauen - dahin, wo es laut Arrigo und seinen Kollegen aber kräftig grünt.

Tümpel aus Schmelzwasser auf den Eisschollen

Eigentlich scheint die Vorstellung widersinnig, denn zum Wachstum des Phytoplanktons ist Licht nötig - und unter dem Eis sollte es kaum welches geben. Doch diese Annahme könnte nach Ansicht der Forscher ein Trugschluss sein, unter anderem weil es in der Arktis immer weniger dicke, mehrjährige Schollen gibt, dafür aber mehr dünnes, einjähriges Eis.

Und das lässt angeblich genug Licht nach unten durch. Vor allem, wenn sich auf der Oberseite der Schollen schon Tümpel aus klarem Schmelzwasser gebildet haben.

Für eine Phytoplanktonblüte unter dem Eis sind nach Ansicht der Forscher folgende Zutaten nötig:

  • flache Küstengewässer in den arktischen Schelfmeeren,
  • ein hohes Angebot an Nährstoffen wie Stickstoff,
  • eine Bedeckung ausschließlich mit einjährigem Meereis, auf dem sich idealerweise Pfützen mit Schmelzwasser gebildet haben.

Das klingt speziell. Doch Arrigo glaubt, dass die grünen Wolken unter dem Eis nichts Besonderes sind - ganz im Gegenteil: "Ein Viertel des Arktischen Ozeans hat Bedingungen, die das Entstehen solcher Blüten begünstigen", sagt Arrigo. Neben der Tschuktschensee seien das zum Beispiel die Barentssee und die Ostsibirische See.

Doch längst nicht jeder Polarforscher sieht das so. Ilka Peeken vom Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung (Awi) in Bremerhaven widerspricht: "Die Kollegen haben ein interessantes Phänomen beobachtet, man sollte aber aus Punktmessungen wie dieser nicht auf die ganze Arktis schließen." Die Tschuktschensee sei traditionell sehr nährstoffreich - im Gegensatz zu anderen arktischen Gewässern. Bei einer "Polarstern"-Expedition in die zentrale Arktis, über den Nordpol in das kanadische Becken, seien Awi-Forscher zuletzt zwar in den Schmelzwassertümpeln auf Leben gestoßen - nicht jedoch unter dem Eis.

Auf diese Kritik angesprochen verweist Arrigo darauf, dass in diesem Gebiet die Wassertiefen auch viel höher seien: "Dass da nichts gefunden wurde, verwundert mich nicht." Doch was würde es eigentlich bedeuten, wenn es tatsächlich zu großflächigen Phytoplanktonblüten unter dem Eis kommt? Dann stünde zumindest in Gebieten mit ausreichender Nährstoffversorgung eine große Menge zusätzliche Biomasse am unteren Ende der Nahrungskette zur Verfügung. Im Prinzip wären das gute Nachrichten - haben doch Forscher ansonsten einen dramatischen Plankton-Rückgang in den Weltmeeren ausgemacht.

Profitieren von der Extraportion Futter könnten zum Beispiel Walrosse und Wale, glaubt Arrigo, Fische und Seevögel dagegen weniger - wenn es die Blüten denn überhaupt in großem Umfang gibt. Der Forscherstreit darüber wird erst durch weitere Messungen zu lösen sein. Wie gut, dass US-Präsident Barack Obama im Haushalt für das kommende Jahr acht Millionen Dollar für die Vorarbeiten an einem neuen Eisbrecher eingeplant hat - damit die "Healy" irgendwann nicht mehr allein ist.

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