Studie zeigt: Schneealgen beschleunigen das Abschmelzen des antarktischen Schelfeises

Eine wichtige Erkenntnis ist, dass Algenblüten früh in der Schmelzsaison auftreten, noch bevor die Temperaturen ihren Höchststand erreichen. Die Quantifizierung der biologischen und physikalischen Prozesse auf den Schelfeisen der Antarktis ist entscheidend, um die Unsicherheit bei der Vorhersage zu minimieren, wie diese kritischen Schnittstellen zwischen Eisschilden und Ozean auf den Klimawandel reagieren.

Schneenalgen und schmelzender Schnee

Die Schelfeise der Antarktis regulieren den Eisfluss, weshalb das Verständnis der Prozesse, die das saisonale Abschmelzen vorantreiben, für die Prognose des Meeresspiegelanstiegs und die Bewertung der Widerstandsfähigkeit der Eisschilde gegenüber Erwärmungsszenarien von entscheidender Bedeutung ist. Diese Studie untersuchte über mehrere Jahre hinweg die Zusammenhänge zwischen Lufttemperatur, Oberflächenschmelze und Algenbiomasseakkumulation auf den Schelfeisen Brunt und Riiser-Larsen in der Westantarktis.

Durch die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf diese Ökosysteme leistet diese Forschung einen Beitrag zu den globalen Bemühungen zur Erreichung der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) in Bezug auf ökologische Nachhaltigkeit und Klimaresilienz. Die Analyse ergab eine starke positive Korrelation zwischen Temperatur und Schmelzfläche, was darauf hindeutet, dass die Temperatur ein entscheidender Faktor für das Abschmelzen der untersuchten antarktischen Schelfeise ist.

Die hohen positiven Korrelationswerte (größer als 0,5) nach Bereinigung um die zeitliche Verzögerung zwischen Algenbedeckung und Temperatur sowie Schmelzfläche deuten darauf hin, dass Algenblüten zu den Oberflächenschmelzmustern beitragen. Die Beobachtung dynamischer Veränderungen und die Ergebnisse der um die zeitliche Verzögerung bereinigten Pearson-Korrelationsanalyse liefern Hinweise darauf, dass der Höhepunkt der Algenbiomasse etwa zwei Monate früher auftrat als die beiden anderen Variablen. Die beobachtete Zeitverzögerung lässt sich durch die Wechselwirkung zwischen den biologischen Prozessen der Schneealgen und den physikalischen und thermischen Eigenschaften der Schneedecke erklären.

Wenn Schneealgenblüten auftreten

Schneeealgenblüten treten früh in der Schmelzsaison auf, wenn steigende Temperaturen das für ihr Wachstum notwendige Porenwasser liefernh. Die Grundlagenarbeit von Müller und Keeler identifizierte erstmals die Bildung einer porösen Verwitterungskruste, die in der Lage ist, Schmelzwasser unter der Oberfläche zu speichern. Schuster führte eine eingehendere Studie in Alberta, Kanada, durch.

Neuere Beobachtungen in Grönland zeigen, dass solche porösen Eisstrukturen als vorübergehende Grundwasserleiter fungieren, die mikrobielle Aktivitäten, darunter auch Algen, unterstützen, indem sie Schmelzwasser in den oberen Eisschichten zurückhalten. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung der Verfügbarkeit von Oberflächenschmelzwasser für die Schaffung biologisch günstiger Bedingungen, die die Rückkopplungseffekte der Schneeschmelze verstärken können.

Diese Algen produzieren pigmentierte Verbindungen wie Astaxanthin, die die Albedo des Schnees verringern und die Absorption von Sonnenenergie erhöhen. Die unmittelbaren Auswirkungen dieser Albedo-Verringerung auf die Schneeschmelze werden jedoch durch die thermischen Eigenschaften der Schneedecke gemildert.

Die an der Oberfläche absorbierte Energie muss sich durch die Schneedecke ausbreiten, was das Schmelzen erheblich verzögern kann. Die Albedo des Schnees verändert sich aufgrund von Veränderungen in der Mikrophysik des Schnees, was den Zeitpunkt der Schneeschmelze beeinflusst, indem es eine Verzögerung zwischen Energieabsorption und Schmelzen verursacht. In ähnlicher Weise fällt die durch Algen verursachte Verringerung der Albedo mit einem Anstieg der Schmelzraten im Laufe der Zeit zusammen, was die kumulative Natur dieser Effekte unterstreicht.

Mit steigenden Temperaturen schmilzt der saisonale Schnee früher im Jahr und bildet eine flüssige Unterlage, auf der Algen auf der Oberfläche von Schelfeisen wachsen können. Wie bereits beschrieben, tragen diese Algenblüten durch die Verringerung der Albedo zum weiteren Abschmelzen bei. Dieser Kreislauf, in dem Algen das ursprünglich durch steigende Temperaturen verursachte Abschmelzen verstärken, kann das Verhalten von Schelfeisen in gefährdeten Regionen wie den Schelfeisen Brunt und Riiser-Larsen beeinflussen.

Quellenhinweis:

Dong Liang et al, Seasonal cycles of snow algal blooms intensify surface melting on Antarctic ice shelves, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-05129-3