Dunkle Flecken auf dem Eis
Wie winzige Algen die Gletscherschmelze beschleunigen
Winzige Algen verdunkeln die Oberfläche der Gletscher und beschleunigen so ihr Abschmelzen – etwa auf dem Grönländischen Eisschild, das eine zentrale Rolle für unser Klima spielt und aufgrund der Erwärmung ohnehin immer schneller schrumpft. Eine aktuelle Studie des Bremer Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und der Universität Aarhus zeigt nun, dass die Eisalgen äußerst effizient wachsen, obwohl auf dem Eis nur wenige Nährstoffe verfügbar sind.
Mikroskopisch klein, aber mit großer Wirkung
Gletscher sind riesige, helle Flächen, die viel Sonnenlicht reflektieren. Doch insbesondere dort, wo kein Schnee sie bedeckt und das blanke Eis freiliegt, zeigen sich mitunter dunkle Flecken. Diese entstehen durch mikroskopisch kleine Algen, die auf dem Eis wachsen und seine Oberfläche verdunkeln. Was dadurch passiert: das Eis absorbiert mehr Wärme, erwärmt sich und schmilzt schneller.
Rätselhaftes Algenwachstum
Woher die winzigen Algen die nötigen Nährstoffe beziehen, um in dieser lebensfeindlichen Umgebung zu überleben, ist bisher kaum erforscht. Ein Forschungsteam um Laura Halbach, Katharina Kitzinger und Alexandre Anesio vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen und der Universität Aarhus in Dänemark ist dieser Frage auf dem Grönländischen Eisschild nachgegangen. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Algen auf dem Gletschereis wahre Meister der Nährstoffaufnahme sind.
„Ich wollte verstehen, wie es in Grönland zu solchen Algenblüten kommen kann“, erklärt Erstautorin Laura Halbach vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie. Mit neuen Methoden konnte Halbach als erste Forscherin überhaupt messen, wie die Algen Nährstoffe aufnehmen und speichern. „Die Algen können trotz der nur spärlich vorhandenen Nährstoffe wachsen und so das Eis besiedeln“, so Halbach.
„An der Westküste Grönlands wird schon heute etwa ein Zehntel der Eisschmelze durch die mikroskopisch kleinen Bewohner verursacht. Zum Teil verdunkeln sie die Gletscheroberfläche so stark, dass dies sogar auf Satellitenaufnahmen zu sehen ist. Angesichts dessen, dass das Klima immer wärmer wird und auf dem Grönländischen Eisschild immer mehr schneefreie Bereiche und somit immer mehr potenzieller Lebensraum für die Algen entstehen, ist deren Fähigkeit der effizienten Nährstoffaufnahme und -speicherung besonders bedeutsam.“
Effiziente Nährstoffnutzung von globaler Bedeutung
Der Grönländische Eisschild spielt eine entscheidende Rolle für das globale Klima. Sein Abschmelzen trägt erheblich zum Meeresspiegelanstieg bei, da große Mengen Süßwasser in die Ozeane gelangen. Durch die Klimaerwärmung verschwinden zunehmend Schneedecken von den Gletschern, wodurch immer mehr Eis freigelegt wird. Diese neuen Flächen bieten ideale Bedingungen für das Wachstum von Eisalgen – ein Prozess, der die Schmelze weiter beschleunigt und einen sich selbst verstärkenden Kreislauf in Gang setzt, den es dringend besser zu verstehen gilt.
Hier liefert die aktuelle Studie wertvolle Erkenntnisse: „Bisher gab es keine Messungen, wie sich die Eisalgen mit Nährstoffen versorgen“, sagt Halbach. „Diese Lücke schließen wir nun mit einer besonders präzisen Methode, mit der wir die Nährstoffaufnahme und -speicherung einzelner Zellen messen können. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Algen schnell wachsen können, obwohl vor Ort kaum Nährstoffe vorhanden sind. Stattdessen können sie anorganischen Stickstoff effizient aufnehmen und Phosphor gut speichern.“
Ein sich selbst verstärkender Kreislauf
Wenn diese Eisalgen nicht auf natürliche Weise dezimiert werden – etwa durch parasitische Pilze oder einen Mangel an Spurenelementen – gibt es kaum etwas, das ihr Wachstum begrenzt. Sie könnten sich auf freigelegten Eisflächen ausbreiten und so die Eisschmelze weiter beschleunigen – eine mögliche positive Rückkopplung mit der Klimaerwärmung.
Bedeutung für Klimamodelle und Vorhersagen
Die Ergebnisse des Forschungsteams um Laura Halbach ermöglichen eine genauere Einschätzung, welchen Einfluss die dunklen Algen auf das Abschmelzen des Grönländischen Eisschilds haben. Daten zur jährlichen Eisschmelze fließen bereits in heutige Klimamodelle ein. Mit den neuen Erkenntnissen lassen sich diese Modelle weiter verfeinern, sodass die zukünftige Eisschmelze und ihre Auswirkungen auf das globale Klima noch präziser vorhergesagt werden können.
Die neuen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, Eisalgen genauer in Modelle zur Vorhersage der Eisschmelze zu integrieren – und damit auch deren Einfluss auf das globale Klima präziser abzubilden.
Beteiligte Institutionen
- Universität Aarhus
- Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
- GFZ German Research Centre for Geosciences
- Swedish Museum of Natural History
Originalpublikation:
Halbach, L., Kitzinger, K., Hansen, M., Littmann, S., Benning, L. G., Bradley, J. A., Whitehouse, M. J., Olofsson, M., Mourot, R., Tranter, M., Kuypers, M. M. M., Ellegaard-Jensen, L., & Anesio, A. M. (2025). Single-cell imaging reveals efficient nutrient uptake and growth of microalgae darkening the Greenland Ice Sheet. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-025-56664-6
Quelle: Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
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