Zusammenfassung:
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Pinguinkot die ökologische Umwelt der antarktischen Küstengebiete auf unerwartete Weise verändert. Die Forscher wiesen darauf hin, dass die im Kot der Pinguine enthaltenen Nährstoffe die Blüte von Schneealgen fördern und dazu führen, dass im ursprünglich weißen Schnee große grüne Flächen entstehen. Diese Veränderung könnte die Schneeschmelze in Teilen der Antarktis weiter beschleunigen.
Untersuchungen zeigen, dass der Kot von Pinguinen ausreichend Nährstoffe für mikroskopisch kleine Schneealgen liefert, was dazu führt, dass diese entlang der Küste der Antarktischen Halbinsel dichte Algenblüten bilden. Diese Algen verringern die Fähigkeit des Schnees, Sonnenlicht zu reflektieren, wodurch mehr Sonnenenergie von der Oberfläche absorbiert werden kann und so die Ausbreitung eisfreier Gebiete gefördert wird. Da die Temperaturen entlang der antarktischen Küste weiter steigen und geeignete Wachstumsumgebungen immer geeigneter werden, kann dieser biologische Prozess die örtliche Schneeschmelze weiter verstärken.
Schneealgen unterschiedlicher Farbe haben einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeaufnahmefähigkeit des Schnees. Forscher fanden heraus, dass von roten Schneealgen bedeckter Schnee etwa 20 % mehr Sonnenstrahlungsenergie absorbiert als rein weißer Schnee, während von grünen Schneealgen bedeckte Gebiete etwa 40 % mehr Energie absorbieren, eine Steigerung, die doppelt so hoch ist wie die von roten Schneealgengebieten. Grüner Schnee schmilzt auch schneller, weil er mehr Wärme aufnimmt.
Schneealgen sind winzige Organismen, die in polaren und alpinen Schneeumgebungen leben und je nach Umgebungsbedingungen unterschiedliche Farben zeigen. Wenn genügend Nährstoffe vorhanden sind, produzieren Schneealgen grüne Pigmente wie Chlorophyll, wodurch die Photosyntheseeffizienz erheblich gesteigert wird und sie während des kurzen antarktischen Sommers schnell wachsen. Wenn die Nährstoffe nicht ausreichen oder die Umgebung rau ist, gehen sie in einen relativen Ruhezustand über und produzieren rote Pigmente mit Sonnenschutzwirkung, um starker Sonneneinstrahlung zu widerstehen und ihr Wachstum zu verlangsamen.
Das Forscherteam fand heraus, dass die große Menge an Phosphaten im Kot der Pinguine ein Schlüsselfaktor für die Farbveränderung von Schneealgen ist. Dieser Nährstoff hilft Schneealgen, ihren grünen Wachstumszustand beizubehalten, anstatt in einen roten, schützenden Zustand überzugehen. Mit anderen Worten: Pinguinkot fungiert tatsächlich als natürlicher Dünger und schafft die Voraussetzungen für die großflächige Vermehrung grüner Schneealgen.
Um diesen Zusammenhang zu testen, führten die Forscher Felduntersuchungen entlang der westlichen Antarktischen Halbinsel durch, die sich über etwa fünf Breitengrade erstreckten. Sie segelten über die Drake-Passage, um in Küstengebieten mit und ohne Pinguinkolonien rote und grüne Schneeproben zu sammeln, und brachten die Proben zurück ins Labor, um Algenzellen, Pigmente und Nährstoffe zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Phosphatkonzentrationen in Gebieten mit grünen Schneealgen deutlich höher waren als in Gebieten mit roten Schneealgen.
Aliyah Khan, leitende Autorin der Studie und Kryosphären-Biogeochemikerin an der University of Colorado Boulder, sagte, Pinguinkot und rote Schneealgen sehen manchmal sehr ähnlich aus, sodass Forscher sich auf Labortests verlassen müssen, um sie zu unterscheiden. Sie witzelte auch, dass die Arbeit in der Nähe von Pinguinkolonien sehr stinken kann, da die Vögel sich oft zwischen ihrem eigenen Kot bewegen und ihn an die Oberfläche des umgebenden Schnees bringen.
Wissenschaftler glauben, dass die Entdeckung bisher übersehene Zusammenhänge zwischen Meeresökosystemen und der terrestrischen Umwelt der Antarktis aufdeckt. Pinguine suchen im Meer nach Nahrung und kehren dann an Land zurück. Über ihre Exkremente bringen sie Nährstoffe an die Schneeoberfläche und verändern so das Wachstum von Schneealgen. Da sich das Klima erwärmt und sich das Verbreitungsgebiet der Pinguine verändert, könnte dieser Rückkopplungsmechanismus aus Wildtieren, Nährstoffkreisläufen und Schneealgen in Zukunft einen immer offensichtlicheren Einfluss auf die Ausdehnung antarktischer eisfreier Gebiete haben.
Das Forschungsteam wies darauf hin, dass viele aktuelle Vorhersagemodelle der Schneeschmelze in der Antarktis und der Ausdehnung eisfreier Gebiete diesen „biologischen Verdunkelungseffekt“ nicht vollständig berücksichtigt haben. Durch das Ignorieren der Wechselwirkungen zwischen Wildtieren und Schneealgen unterschätzt die wissenschaftliche Gemeinschaft möglicherweise die Geschwindigkeit, mit der der antarktische Küstenschnee schmilzt, und das tatsächliche Ausmaß der eisfreien Oberflächenausdehnung. Die Forscher sagten, dass mehr Beobachtungsdaten gesammelt werden müssen, bevor die relevanten Mechanismen offiziell in Klimamodelle integriert werden können.
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