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Erde|Umwelt

Robben als Forschungshelfer

Weddellrobbe
Weddellrobbe mit Sensor. (Bild: Nobuo Kokubun/ NIPR)

In viele Meeresgebiete auf dem antarktischen Kontinentalschelf können Forschungsschiffe durch das an der Küste anhaftende Eis nicht vordringen. Dank tierischer Helfer ist es Forschern nun dennoch gelungen, wertvolle Daten zur Ozeanzirkulation in diesen Regionen zu sammeln: Acht Robben trugen über mehrere Monate Sensoren mit sich, die Salzgehalt, Temperatur und Tiefe des Wassers maßen. Die Ergebnisse zeigen: Durch Ostwinde gelangt im antarktischen Herbst warmes Oberflächenwasser unter das Schelfeis. Dies beeinflusst das Ökosystem, aber auch das Eis.

Die Kontinentalschelfe der Antarktis sind eine der biologisch produktivsten Regionen der Weltmeere. Durch die Wechselwirkungen zwischen Ozean, Meereis und Schelfeis entstehen dort oberflächennah große Mengen an Nährstoffen, die eine Vielzahl an Lebewesen ernähren – von Mikroorganismen bis hin zu Säugetieren und Vögeln. Um die physikalischen und biologischen Prozesse besser zu verstehen, benötigen Forscher mehr Daten zu den beteiligten Meeresströmungen. Viele antarktische Schelfgebiete sind jedoch von Festlandeis bedeckt, dass Untersuchungen mit Hilfe von Forschungsschiffen nahezu unmöglich macht – insbesondere im antarktischen Winter von März bis September.

Robben mit Messgeräten

Ein Team um Nobuo Kokubun vom Nationalen Polarforschungsinstitut in Tokio hat nun eine andere Möglichkeit der Datenerhebung genutzt: Um besonders unzugängliche Gebiete der östlichen Antarktis zu erforschen, statteten sie acht in dieser Region heimische Weddellrobben mit kleinen Messgeräten aus. „Die Geräte erhoben hydrographische Daten sowie das Tauchverhalten der Robben“, erläutern die Forscher. „Diese Daten sendeten sie per Satellit an uns, wenn die Robben an die Wasseroberfläche kamen.“ Fixiert wurden die rund 500 Gramm schweren Messgeräte im März und April 2017 mit Klebstoff auf dem Kopf der Robben.

Sieben von acht Sendern lieferten mehr als einen Monat lang Daten und zeigten, dass die Robben zunächst weiter nach Osten wanderten – bis zu 633 Kilometer von der ursprünglichen Position entfernt –, um dann ab Juni, wenn sich das Eis an den Küsten schließt, in enger eingegrenzten Gebieten zu überwintern. Diese Eisgebiete waren für Forscher bislang unbekanntes Terrain. „Frühere Studien mit Instrumenten, die an wandernden südlichen Seeelefanten und ansässigen Weddellrobben befestigt wurden, haben einige interessante physikalische Prozesse in antarktischen Gebieten aufgezeigt“, sagt Kokubun, „aber selbst hier gab es kaum Untersuchungen von Küstengebieten, die von Schelfeis bedeckt sind.“

Meeresströmungen beeinflussen Nahrungsverfügbarkeit

Anhand der Daten zu Salzgehalt, Temperatur und Tiefe des Wassers konnten die Forscher verschiedene Wasserarten unterscheiden und zuordnen, woher sie stammten – etwa von abgeschmolzenem Schelfeis, von der Wasseroberfläche an anderen Stellen des Meeres, aus dem großen, kalten Wasserkörper, der als Winterwasser bezeichnet wird, oder aus der Tiefe, wo das Wasser vergleichsweise etwas wärmer ist. Die Messdaten kombinierten sie mit meteorologischen und ozeanografischen Modellen.

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Das Ergebnis: Insbesondere im antarktischen Herbst treiben Ostwinde Oberflächenwasser mit niedrigem Salzgehalt von außerhalb der Schelfregion in die Küstengebiete. Diese etwas wärmeren Wassermassen bringen viele Nährstoffe und Beutetiere mit sich, und die Forscher beobachteten anhand der Daten, dass die Robben in diesen Gewässern besonders intensiv auf die Jagd gingen. „Frühere Studien haben vor allem die Bedeutung des warmen Tiefenwassers betont, das hohe Nährstoffkonzentrationen mit sich bringt“, schreiben die Autoren. „Unsere Studie zeigt, dass auch warmes antarktisches Oberflächenwasser eine wichtige Rolle spielt und sich positiv auf die Nahrungsverfügbarkeit für Topprädatoren wie die Weddellrobben auswirkt.“

Tiergestützte Datensammlung auch für zukünftige Projekte

Ihre Methode mit tierischen Helfern kann den Forschern zufolge auch für zukünftige Untersuchungen nützlich sein. „Unsere Studie belegt, dass mit Messgeräten ausgestattete Weddellrobben gut geeignet sind, um die ozeanografischen Bedingungen und ihre biologischen Effekte im Kontinentalschelf der Antarktis zu erforschen“, so die Forscher. In weiteren Studien will das Team die physikalischen und ökologischen Prozesse der Region näher beleuchten. Davon erhoffen sie sich auch Erkenntnisse darüber, wie das Ökosystem der Antarktis auf die raschen Veränderungen des Meereises reagiert.

Quelle: Nobuo Kokubun (National Institute of Polar Research, Tokio, Japan) et al., Limnology and Oceanography, doi: 10.1002/lno.11914

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