Im Meer rund um die Antarktis kommt es regelmässig zur Algenblüte: Wenn genug Licht und Nährstoffe zur Verfügung stehen, vermehren sich Kieselalgen rasant. Das hat Auswirkungen auf weite Teile der Weltmeere, berichten nun Forschende der ETH Zürich.
Wenn sich die Kieselalgen (auch «Diatomeen» genannt) rapide vermehren, entziehen sie den obersten Wasserschichten Nährstoffe. Eine solche Algenblüte im Südlichen Ozean beeinflusst die Ozeanchemie nicht nur dort, sondern in weiten Teilen der Weltmeere, berichten Forschende um Derek Vance von der ETH Zürich im Fachblatt «Nature Geoscience».
Das Forscherteam hat den Lebenszyklus der Kieselalgen im Südlichen Ozean und ihren Effekt auf die Stoffkreisläufe in weiten Teilen der Weltmeere untersucht, wie die ETH am Dienstag mitteilte. Derlei Erkenntnisse seien wichtig, um mögliche Folgen des Klimawandels abschätzen zu können.
«Steigt aufgrund der globalen Erwärmung die Temperatur oder sinkt der Salzgehalt des Meerwassers, könnten sich auch die Meeresströmungen und damit die Verteilung von Spurenelementen und Nährstoffen ändern, was wiederum Kieselalgen und ihre biologische Aktivität betrifft», liess sich Vance in der Mitteilung zitieren.
Starker Nährstoffverbrauch
Bei einer Algenblüte entziehen die Diatomeen den oberen Wasserschichten insbesondere Silizium zum Bau ihrer Schalen und Zink für einige wichtige Enzyme. Die beiden Stoffe sind in den verschiedenen Wassertiefen gleich verteilt: mit deutlich geringeren Mengen im obersten Kilometer der Wassersäule im Vergleich zu tieferen Schichten.
Diese durch die Algenblüte ausgelöste Verteilung findet sich jedoch nicht nur im Südlichen Ozean, sondern spiegelt sich auch in nördlicheren Meeren wieder. Grund dafür sind Meeresströmungen, die das nährstoffarme Oberflächenwasser Richtung Äquator verfrachten, berichten die Forscher. Dabei mischt sich das Nährstoff-entleerte Wasser nicht vollständig mit den anderen Schichten der Wassersäule.
Wenn die starke Vermehrung der Kieselalgen rund um die Antarktis die Nährstoffe der oberen Wasserschichten aufgebraucht hat, endet die Algenblüte abrupt, die Diatomeen sterben ab und sinken in die Tiefe. Dort werden sie von kleinen Meereslebewesen aufgenommen und verdaut. Über deren Kot werden die Nährstoffe wieder ans Meerwasser abgegeben und reichern sich in tiefen Schichten an - rund fünf Kilometer unter der Oberfläche, schrieb die ETH.
Der Kreislauf schliesst sich
Meeresströmungen in der Tiefe transportieren die Nährstoffe dann in einer weiten Schlaufe Richtung Äquator und zurück. Wieder in der Antarktis steigen die nun aufgewärmten nährstoffreichen Wassermassen an die Oberfläche und bieten damit die Grundlage für die nächste Algenblüte.
Warum die Kieselalgen so viel Zink aufnehmen, obwohl sie eigentlich nur relativ wenig davon brauchen, ist noch unklar, schreibt die ETH. Vance und sein Team verfolgen die Theorie, dass die Algen eigentlich lebensnotwendiges Eisen aufnehmen wollen und sich dabei als Nebeneffekt viel Zink einverleiben.
Diese Hypothese testen die Forschenden derzeit mit einem Projekt an Bord der Antarktis-Umrundungs-Expedition, einer dreimonatigen internationalen Forschungsexpedition rund um die Antarktis unter Leitung des Schweizerischen Polarinstituts. Dabei sammeln Forschende aus Vances Team Meerwasserproben, um die Kieselalgen darin unter verschiedenen Bedingungen im Labor zu züchten. (sda)
