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Schneealgen

Antarktis: Färbung mit Schmelz-Effekt

Wenn der Schnee an der Küste der Antarktischen Halbinsel ergrünt, schmilzt er schneller. (Bild: Gonzalo Barrera)

Immer mehr Grün- und Rottöne statt strahlendem Weiß: Auf den Schneeflächen an den Küsten der Antarktischen Halbinsel breiten sich im Zuge des Klimawandels immer mehr Algen aus. Die dunklen Verfärbungen erhöhen die Lichtabsorption deutlich und führen dadurch zu einer verstärkten Erwärmung der Flächen, dokumentiert nun eine Studie. Vor allem der Effekt der grünen Algen kann erheblich zur Schneeschmelze beitragen, geht aus den Ergebnissen hervor. Dabei handelt es sich um einen Faktor, mit dem man rechnen sollte, sagen die Wissenschaftler.

Eisige Oberflächen sind ihre Heimat: Bestimmte einzellige Algenarten haben sich an das Leben auf Schnee und Eis angepasst. Dabei genügen ihnen Temperaturen, bei denen sich dünne Wasserfilme auf der Unterlage bilden. Angewehter Staub oder Verschmutzungen können ihnen dann als mineralische Nährstoffquellen dienen, um auf den kalten Flächen gedeihen zu können. Diese sogenannten Schneealgen sind in den Polarregionen und auch im Hochgebirge weit verbreitet. Sie machen sich dort durch charakteristische Verfärbungen bemerkbar.

Einige Arten sorgen dabei für eine grünliche Farbe, bei anderen führen spezielle Pigmente zu Rottönen – dadurch entsteht das Phänomen des sogenannten Blutschnees. Schon länger ist bekannt, dass die skurrilen Algen ähnlich wie Staubverschmutzungen die sogenannte Albedo senken. Es handelt sich dabei um das Maß, wie stark die Schnee- und Eisoberflächen das Sonnenlicht reflektieren. Wird mehr Strahlung absorbiert, führt dies zu einer intensiveren Erwärmung und somit zu verstärktem Abtauen.

Wärmendes Grün

In diesem Zusammenhang richten die Forscher um Alia Khan von der University of Colorado in Boulder nun den Blick auf die Antarktische Halbinsel. Wie sie berichten, führen die im Zuge der Klimaerwärmung verbesserten Lebensbedingungen für die Schneealgen dort zu einem immer stärkeren Wachstum. Vor allem in Küstenbereichen, wo Robben, Pinguine und andere Vögel durch ihre Exkremente für ausreichend Dünger sorgen, kann die Erwärmung zu verstärkten Algenblüten führen. „Wir sehen, dass sich diese Algen über weite Gebiete entlang der Küste immer mehr auf den Schneeflächen ausbreiten. Dadurch entsteht ein Erwärmungseffekt, als würde man ein dunkles T-Shirt an einem sonnigen Tag tragen“, so die Wissenschaftlerin.

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Um die Bedeutung der Algenblüten bei der Schneeschmelze im Küstenbereich der Antarktischen Halbinsel genauer einschätzen zu können, haben Khan und ihre Kollegen nun an drei Standorten Messungen der spektralen Albedo von roten und grünen Schneealgen durchgeführt. Aus ihren Ergebnissen geht hervor: Im Vergleich zu sauberen Flächen reduzieren grüne Algenflecken die Abstrahlung des Schnees um durchschnittlich 40 Prozent – rote hingegen nur um 20 Prozent. Wie die Forscher erklären, enthalten grüne Schneealgen mehr Chlorophyll als die roten Versionen und absorbieren daher mehr Sonnenstrahlung, was die Albedo bei gleicher Algenkonzentration im Schnee um einen größeren Betrag reduziert.

Beschleunigtes Abschmelzen

Den Berechnungen der Forscher zufolge erhöht der grüne Algenbewuchs die durchschnittliche Energieaufnahme der Flächen im Sommer um etwa 26 Watt pro Quadratmeter, bei den roten Algen sind es 13 Watt. Diese Werte sind vergleichbar mit denen, die durch Staub auf Schnee in den mittleren Breiten verursacht werden und dort bekanntermaßen die Schmelze beschleunigen, sagen die Forscher. Auf der Grundlage ihrer Daten führten die Forscher auch Modellrechnungen durch, aus denen hervorgeht, wie stark der Erwärmungseffekt durch die Schneealgen zur Schmelze beitragen könnte. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Algen zu erheblichen Schneeverlusten an den Küsten der Antarktis führen könnten, sodass Flächen freilegt werden.

Dieser Effekt könnte eine wichtige Bedeutung auf die klimatischen und ökologischen Entwicklungen in der Region haben, sagen die Forscher. In Zukunft ist auch mit einer Intensivierung zu rechnen: „Wärme führt zu einer Ausweitung und Verstärkung der Schneealgenblüten-Saison, die in dieser Region der Antarktis weiter zunehmen könnte, wenn der Klimawandel weiter fortschreitet“, sagt Khan.

Den Forschern zufolge verdeutlichen ihre Ergebnisse, dass die Schneealgen eine erhebliche Rolle bei der Eisschmelze in den Küstenbereichen der Antarktischen Halbinsel spielen. Deshalb sollten sie bei zukünftigen Schätzungen der Entwicklung der eisfreien Bereiche berücksichtigt werden. Um noch detailliertere Einblicke in die Bedeutung dieses Aspekts zu gewinnen, planen Khan und ihre Kollegen nun, die Ausbreitungsbereiche der Algen in der Region genauer zu untersuchen, sowie die Faktoren, die zu den intensiven Wachstumsschüben führen.

Quelle: University of Colorado, Fachartikel: The Cryosphere, doi: 10.5194/tc-15-133-2021

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