Gletscherschmelze in Grönland
Auf Grönland schmelzen die Gletscher immer schneller und mittlerweile ist es zu einem der größten Treiber des weltweiten Meeresspiegelanstiegs geworden. Schuld am großen Schmelzen sind offenbar auch Algen, die im Eis wachsen. Was es damit auf sich hat, das erfahrt ihr heute bei uns im Spektrum Podcast. Mein Name ist Marc Zimmer. Schön, dass ihr dabei seid. Spektrum der Wissenschaft der Podcast von detektor.fm.
Wenn ihr gerade bei sommerlichen Temperaturen draußen seid und vielleicht ein schwarzes T-Shirt anhabt, dann merkt ihr das: Es wird ganz schön warm. Deutlich wärmer jedenfalls, als wenn ihr da mit einem weißen T-Shirt sitzen oder rumlaufen würdet. Und das liegt daran, dass dunkle Shirts die Sonnenstrahlen und damit auch die Wärme viel stärker absorbieren.
Algen im Eisschild
Und das gleiche Prinzip greift auch in den Gletschern Grönlands. Da wachsen mikroskopisch kleine Algen, die die Oberfläche des grönländischen Eisschilds besiedeln und die färben dieses Eisschild im Sommer grau, braun oder eben sogar schwarz. Das sieht erstmal wahnsinnig beeindruckend aus, hat aber leider auch enorme Auswirkungen. Denn diese dunkleren Flächen reflektieren eben weniger das Sonnenlicht, als das Eis es tun würde, das weiß ist. Sondern sie nehmen mehr Wärme auf und beschleunigen so das Abschmelzen des Eises.
Den Effekt, den hat man lange Zeit so ein bisschen vernachlässigt. Erst in den letzten Jahren ist klar geworden, wie groß die Folgen tatsächlich sind. Und darüber will ich sprechen mit Verena Tang. Sie ist Redakteurin bei Spektrum der Wissenschaft und heute mein Gast hier im Podcast. Hallo Verena.
Hallo Marc. Ja, Verena, Grönlands Eisschild, um den es jetzt viel gehen wird. Nimm uns doch mal kurz mit: Wo sind wir da genau und wie sieht es da aus? Und vielleicht auch, warum ist der global gesehen wichtig?
Grönlands Eisschild
Ja, Grönland ist quasi komplett von einem riesigen Eisschild bedeckt. Der Eisschild ist teilweise mehrere Kilometer dick und an den Rändern von dieser Insel fließen diese Eismassen ganz langsam ins Meer ab. Diese fließenden Eismassen das sind die Gletscher, die man so kennt.
Die Situation kann man sich so vorstellen: Von oben fällt Schnee auf den Eispanzer und auf die Gletscher. Und im Laufe der Jahre, wenn immer mehr Schnee nachkommt und den runterdrückt, dann wird der zusammengepresst zu Eis und so entsteht dieser Eispanzer. Dieses Gewicht des Eispanzers drückt den einfach nach außen zu den Rändern hin und deswegen fließen diese Gletscher eben ganz langsam ins Meer ab.
Und wenn man das Ganze im Gleichgewicht hat, dass quasi ungefähr ähnlich viel Schnee oben nachkommt, wie eben Eis am Rand wegfließt, dann bleibt dieser Eispanzer stabil. Und das hast du dir wahrscheinlich schon gedacht: Momentan ist er eben nicht stabil oder seit vielen Jahren verlieren diese Gletscher eben massiv Eis, mehr als eben von oben durch Schnee nachkommen kann. Das heißt, das hat eine negative Bilanz und deswegen schmilzt dieser Eisschild langsam ab. Und das Eis, das fließt ins Meer und deswegen steigt der Meeresspiegel.
Aktuelle Situation der Gletscher
Ja, du hast ja gerade gesagt, diesem Gletscher geht es nicht besonders gut. Das hat man auch in den letzten Jahren immer wieder gelesen oder gehört in den Nachrichten. Wie gehen wir darauf vielleicht noch ein bisschen ein? Konkret ist denn die Situation?
Ja, du hast recht. Die Gletscher auf Grönland, denen geht es nicht gut. Die verlieren massiv an Eis und heute verlieren sie im Jahr tatsächlich sechs Mal so viel wie noch in den 80er Jahren, also wie noch vor ungefähr 40 Jahren. Das liegt eben daran, dass die Lufttemperaturen in der Arktis sehr schnell steigen, schneller als anderswo auf der Erde. Das ist diese berühmte arktische Verstärkung.
Und die Eisströme fließen dadurch natürlich auch immer schneller, weil sie schneller schmelzen. Und gleichzeitig wird ja aber auch der Ozean wärmer. Das heißt, die Gletscher schmelzen eben nicht nur von oben ab, sondern sie werden auch von unten abgeschmolzen. Und das führt eben dazu, dass diese Eisströme rasant abschmelzen und ins Meer sich sozusagen ergießen.
Wenn man sich das mal so ein bisschen in Zahlen verdeutlichen will: Allein zwischen 1992 und 2020 sind durch die grönländischen Gletscher fast fünf Billionen Tonnen Eis verloren gegangen. Das kann man sich schlecht vorstellen. Aber jemand hat mal ausgerechnet, dass es so viel ist, wie wenn man Deutschland mit einer 14 Meter dicken Eisschicht bedecken würde. Boah, das ist schon verrückt.
Einfluss der Gletscher auf den Meeresspiegel
Und wenn man sich anguckt, welche Gletscher auf der Welt wie viel zum durchschnittlichen Meeresspiegelanstieg beitragen, dann sind die grönländischen Eismassen da eben die, die am meisten beitragen. Die Antarktis hat doch nicht so einen großen Einfluss wie die Gletscher auf Grönland, weil die eben noch langsamer schmelzen im Moment.
Also den Gletschern in Grönland geht es schlecht und das liegt sicherlich an den Folgen der Klimakrise einerseits, aber eben auch, wie man herausgefunden hat, an sogenannten Eisalgen. Verena, was genau ist das?
Eisalgen und ihre Auswirkungen
Ja, Eisalgen. Wir haben gerade schon gesagt: Die Erwärmung der Atmosphäre und vom Ozean, die beschleunigt das Schmelzen. Und jetzt kommen die Eisalgen ins Spiel. Das sind kleine, mikroskopische Algen, die sich aber eben, wenn sie sehr viele sind, sowieso Teppiche darstellen. So kann man sich das ungefähr vorstellen.
Tatsächlich beobachten Forschende seit einigen Jahren ein Phänomen, dass sich große Flächen auf Grönlands Gletschern quasi über Nacht plötzlich dunkel färben. Das ist dann kein Schmutz, kein Staub, sondern über Nacht erblühen dann massenweise Algen, die auf dem Eis leben. Das sind die Eisalgen. Und das ist deshalb ein Problem, weil diese dunkle Fläche, du hast ja anfangs gesagt, die reflektiert viel weniger Sonnenlicht als jetzt die weiße Eisoberfläche.
Und dadurch erwärmt sich die Fläche mehr und dann schmilzt natürlich das Eis noch schneller. Man schätzt zurzeit sogar, dass diese Eisalgen die Gletscherschmelze in Grönland um ein Viertel beschleunigen. Ja, krass.
Ausbreitung der Algen
Welche Auswirkungen hat das jetzt genau? Ja, das sorgt eben dafür, dass sich eben diese Bereiche, in denen die Gletscher sich quasi dunkel färben, selbst erwärmen, dass eben dort das Eis noch schneller schmilzt. Und wenn sich diese Algen eben weiter ausbreiten, dann ist es eben an viel mehr Stellen so und dann schmilzt einfach mehr Eis und diese ganze Schmelze beschleunigt sich. Es wird einfach schneller warm und deswegen schmilzt schnell mehr Eis.
Jetzt frage ich mich aber, wie kommen denn diese Algen überhaupt dahin? Das ist eine echt gute Frage. Das erforscht man auch. Nachdem was Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den letzten Jahren herausgefunden haben, kommen die unter anderem auch über die Luft, also fliegen als Aerosole durch die Luft und werden durch den Wind quasi mitgetragen und besiedeln dann sozusagen neues Terrain, neue schneefreie Gebiete, in die sie sich dann setzen.
Das ist ziemlich verrückt. Das ist aber auch was, woran Leute gerade ganz aktuell noch forschen. Ja, spannend. Man denkt sich, nämlich irgendwie: Was machen die da auf dem Gletscher? Wie können die denn, also diese Algen? Frage ich mich, wie können die denn das sind ja schon irgendwie auch extreme Bedingungen da vor Ort. Wie können die da überhaupt überleben?
Überleben unter extremen Bedingungen
Ja, das ist die Frage, die sich eben auch Forschende stellen. Wie können diese Algen überhaupt in so einer lebensfeindlichen Umgebung gedeihen? Also lebensfeindlich heißt in dem Fall ja nicht nur, es ist irgendwie kalt, sondern es heißt ja auch, da sind extrem wenig Nährstoffe. Algen brauchen ja auch Nährstoffe zum Wachsen: Stickstoff oder Phosphor oder Eisen und so weiter. Und die sind auf dem Eis natürlich sehr selten und sehr rar.
Die Algen betreiben ja auch Photosynthese. Die brauchen also Sonnenlicht. Jetzt ist es in der Arktis teilweise sehr lang, sehr dunkel. Wie überleben die dann? Dann auf der anderen Seite: Die Sonneneinstrahlung ist dort ja sehr stark. Ich habe dort auch eine starke UV-Strahlung und intensive Sonne. Und auch das schadet ja den Algen. Also wie schützen sie sich davor?
Also lebensfeindlich heißt in dem Fall tatsächlich viele verschiedene Faktoren. Jetzt weiß man zum einen, dass diese speziellen Algen ein so ein dunkelviolettes Pigment herstellen. Deswegen sind sie auch so dunkel. Das ist Proporogalin. Und mit diesem Pigment schützen sie sich vor dieser sehr intensiven Strahlung und vor der schädlichen UV-Strahlung. Das ist so braunviolett. Daher kommt die dunkle Färbung.
Und das ist zum Beispiel eine Strategie, also quasi die Strategie, mit der sie überleben. Die ist quasi das Problem, mit dem wir dann zu kämpfen haben. Es ist halt auch das Problem: Sie nutzen eben nicht das gesamte Sonnenlicht, das bei ihnen ankommt. Das ist ja klar. Sondern nutzen für die Photosynthese eben nur einen Bruchteil. Bis zu zwei Drittel von der absorbierten Strahlung, also die sie absorbieren, die wird dann eben in Form von Wärme an das umliegende Eis abgegeben. Und das ist natürlich ein Problem.
Anpassungen an extreme Bedingungen
Ja, und dann kommt auch noch dazu: Die sind ja nicht nur der intensiven Strahlung ausgesetzt, sondern auch ständigen Temperaturwechseln, Wind, Tauwetter, Frost und so weiter. Und dann im Winter herrschen tiefe Minusgrade. Es liegt meterdick Schnee. Also wie sie sich daran anpassen, das ist natürlich wirklich noch so eine Frage.
Natürlich würden wir hier nicht drüber sprechen, wenn es nicht schon Forschung dazu gäbe. Und zwar ganz aktuelle Forschung, die ich auch sehr spannend finde. Es haben zum Beispiel Wissenschaftler sich angeschaut, welche Proteine in diesen Eisalgen vorliegen. Denn die Proteine, die sorgen natürlich dafür, wie die Zellen funktionieren.
Und was sie eben gefunden haben: Zum einen sind große Mengen von lichtempfindlichen Proteinen, sogenannte Photorezeptoren. Das heißt, die Organismen können sehr schnell auf schwankende Lichtverhältnisse reagieren. Das ist natürlich sehr hilfreich, wenn du in einer Gegend lebst, wo es entweder sehr hell und sehr lange hell ist oder sehr lange dunkel.
Was sie aber auch gefunden haben, sind große Mengen von Proteinen, die Nährstoffe transportieren. Das heißt, diese Algen können wichtige Nährstoffe, wenn sie dann mal da sind, besonders schnell aufnehmen. Und man vermutet, dass das eben zwei Mechanismen sind, die sie überhaupt überlebensfähig machen in dieser Umgebung.
Forschung unter extremen Bedingungen
Ja, sehr, sehr spannend, weil um in dem Bild vom Anfang zu bleiben: Quasi diese Gletscher so ein bisschen ein T-Shirt aus Algen anhaben, ein dunkles, und den wird es da drin richtig warm. Und du hast ja auch beschrieben, man könnte jetzt denken, das ist ein kleines Problem, weil es sind ja nur Algen. Aber tatsächlich sind die Konsequenzen, die das hat, eigentlich nicht zu vernachlässigen.
Und entsprechend, du hast es angeschnitten, gibt es auch sehr, sehr viel Forschung gerade so in dieser Richtung. Was gibt es denn da gerade so für Missionen? Ich stelle mir das irgendwie auch ein bisschen schwierige Umgebung für Forschung vor da, oder?
Ja, auf jeden Fall. Also ich stelle es mir auch schwierig vor. Ist es auch. Diese Art von Forschung ist natürlich auch super aufwendig. Also man kann die Algen natürlich dort aufsammeln, mitnehmen und dann im Labor untersuchen und gucken, wie die sich unter Laborbedingungen verhalten. Aber da verhalten die sich dann ganz anders, als sie sich auf dem Gletscher verhalten.
Das war auch tatsächlich so eine Sache, die Wissenschaftler herausgefunden haben. Zum Beispiel haben sie das gemacht und im Labor haben die nach einer Zeit einfach ihre Farbe verloren. Dann kann man natürlich nicht mehr so gut an dem Pigment forschen, wenn die Farbe nicht mehr da ist.
Also Forschungsteams reisen tatsächlich nach Grönland, bleiben dann dort auch in so provisorischen Forschungscamps. Es sieht aus wie so eine Zeltstadt. Da gibt es auch coole Fotos in dem Artikel, wenn ihr euch dafür interessiert. Müssen natürlich jede Menge Ausrüstung mitnehmen, jede Menge Sicherheitsvorkehrungen treffen gegen Schneestürme, gegen die Eisbären, müssen in der Dunkelheit forschen.
Also ich finde das immer wieder super faszinierend, dass Menschen unter solchen widrigen Bedingungen dann eben hochspezialisierte Forschung machen. Das sind ja auch hochspezialisierte Geräte und wirklich, sage ich mal, auch Spuren von Stoffen, die sie dort finden wollen.
Forschungsfragen und Erkenntnisse
Also wenn wir nochmal zurückkommen auf die Forschungsfragen: Eine Frage ist ja, wie kommen die überhaupt mit den Nährstoffen klar? Also weil dort so wenig Nährstoffe sind. Und gibt es dort überhaupt Nährstoffe? Phosphor oder Eisen hatten wir erwähnt. Und in den letzten Jahren haben Forschende gemessen, dass diese Elemente in sehr kleinen Mengen tatsächlich im Gletscher erst vorkommen. Das wusste man vorher auch nicht.
Und die winzigen Mengen, die reichen offenbar damit die Algen überleben können. Und das heißt aber auch, du musst ja diese winzigen Mengen erst mal finden. Du musst sie nachweisen können und so weiter. Außerdem haben sie herausgefunden, dass Ablagerungen aus der Atmosphäre, das haben wir ganz am Anfang schon mal kurz angesprochen, den Eisschild mit Phosphor oder Eisen düngen.
Das ist zum Beispiel, wenn du dir vorstellst, du hast einen Gletscher, der vielleicht schon abgeschmolzen ist am Rand und hat sich so ein bisschen zurückgezogen. Dann ist da ja so eine Art Kröllfeld. Da ist Gesteinsstaub von diesen Schutthalten. Und wenn der Wind die aufwirbelt und dann auf die Gletscheroberfläche trägt, dann gelangen eben auch die Nährstoffe auf den Gletscher.
Und so diese Dinge hat man eben in diesen Forschungsexpeditionen herausgefunden. Und ganz neu ist auch die Erkenntnis, dass die Mikroorganismen als Aerosole selbst über die Luft getragen werden. Und das sind sehr neue Sachen, die in den letzten ein bis zwei Jahren jetzt rausgekommen sind und wo auch deutsche Forscher viel gemacht haben.
Und das ist super spannend. Und ja, ich finde es wahnsinnig, wie das alles funktioniert unter diesen Extrembedingungen auch.
Fazit und Ausblick
Und ich kann wirklich auch jedem nur empfehlen, Verena hat es angesprochen: Es gibt einen Artikel dazu auf spektrum.de. Da könnt ihr euch auch noch mal Fotos anschauen. Man sieht auch einfach, wie beeindruckend diese Gletscher aussehen, wenn sie eben statt weiß dann so dunkel sind und sich verfärben auf großer Fläche. Und man sieht eben auch die Forscherteams und unter welchen widrigen Bedingungen die da vor Ort arbeiten.
Und ja, Verena, dir sage ich vielen, vielen Dank, dass du uns einen Einblick gegeben hast. Ja, sehr gerne. Das war es für diese Woche von uns hier beim Spektrum Podcast. Schön, dass ihr zugehört habt. Vielen Dank dafür. Gerne auch kommende Woche wieder dabei sein. Wie immer am Freitag gibt es dann eine neue Folge von uns.
Und bis dahin, ihr kennt es, würde ich mich freuen, wenn ihr den Podcast abonniert, wenn ihr kommentiert, bewertet und gerne auch teilt, natürlich. Das hilft uns immer. Auch dafür vielen Dank. Mein Name ist Marc Zimmer und ich sage Tschüss und macht’s gut. Spektrum der Wissenschaft. Der Podcast von detektor.fm.
Foto: Spektrum der Wissenschaft