Eisen ist für viele Planktonalgen ein limitierender Faktor. Um das Algenwachstum und damit die CO2-Aufnahme des Meerwassers anzuregen, wird daher eine künstliche Eisendüngung diskutiert. Jetzt ist erneut ein Forschungsschiff zu einem solchen Experiment unterwegs ins Südpolarmeer.
{1l}
Das Phytoplankton ist die Basis des Nahrungsnetzes im Ozean und spielt zusätzlich eine Schüsselrolle im globalen Kohlenstoffhaushalt. Die Algen entziehen dem umgebenden Wasser und somit auch der Atmosphäre durch Photosynthese Kohlendioxyd. Das deutsch-indische Eisendüngungsexperiment LOHAFEX soll nun einen Beitrag zum besseren Verständnis der Rolle der Ozeane im globalen Kohlenstoffkreislauf liefern. Die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung können dazu beitragen, die in internationalen Konventionen erwähnten Wissenslücken zu schließen, um den potentiellen Beitrag von Ozeandüngungsexperimenten zur Reduktion des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre besser einschätzen zu können.
Das deutsche Forschungsschiff Polarstern ist derzeit auf dem Weg in Richtung des südwestlichen atlantischen Sektors des Südlichen Ozeans.Das Team mit 48 Wissenschaftlern an Bord (30 davon aus Indien) verließ Kapstadt, Südafrika, am 7. Januar, um das Experiment durchzuführen. Etwa zwei Wochen werden für die Fahrt zum Zielgebiet und die sorgfältige Auswahl der experimentellen Stätte benötigt. Danach wird ein Gebiet von etwa 300 Quadratkilometern mit sechs Tonnen gelöstem Eisen gedüngt, um das Wachstum der einzelligen Algen des Phytoplanktons anzuregen.
Keine negativen Auswirkungen erwartet
Das indische National Institute of Oceanography (NIO) und das deutsche Alfred- Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholz- Gemeinschaft haben im Vorfeld von LOHAFEX die potentiellen Umweltbelastungen bewertet. Dabei konnten sie zeigen, dass das Experiment keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben wird. Die Eisenkonzentration, die durch die Düngung im Oberflächenwasser auftritt, ist um eine Größenordnung geringer als die natürliche Eisenkonzentration küstennahen Meerwassers. Sie kann durch die meisten Analyseverfahren nicht einmal nachgewiesen werden.
{2r}
Auch wenn das Experiment im offenen Ozean stattfindet, hatten die gedüngten Wassermassen aufgrund der Strömungsverhältnisse im Untersuchungsgebiet vorher Kontakt zu den Küstenregionen Südamerikas und Südgeorgiens. So enthalten sie Planktonarten, die an hohe Eisengehalte küstennaher Gewässer angepasst sind. Weiterhin wird die Blüte deutlich kleiner sein als die Bereiche, die durch das Schmelzen von Eisbergen auf natürlichem Weg gedüngt werden. Letztere können im Ozean Schwaden erhöhter Eisenkonzentration auf mehreren hundert Kilometern Breite hinterlassen.
Mehr Daten als frühere Experimente
Die Entwicklung und den Einfluss der Phytoplanktonblüte auf die Umwelt sowie das Schicksal der herabrieselnden Kohlenstoffpartikel in die Tiefen des Ozeans werden mit den modernsten Methoden von interdisziplinären Teams von Biologen, Chemikern und Physikern über etwa 45 Tage genau studiert. LOHAFEX ähnelt dabei früheren Experimenten, es können jedoch noch mehr Parameter bestimmt werden und eine längere Dauer soll es ermöglichen, die Blüte bis zum Absinken zu verfolgen.
Stärkere Blüte erwartet
Algenblüten entstehen auf natürlichem Wege im Untersuchungsgebiet dann, wenn Eisberge schmelzen und dabei Eisen, das bei der Entstehung des Eises über Staub eingetragen wurde, an das umgebende Wasser abgeben. Bislang haben im Südlichen Ozean fünf Experimente Algenblüten erzeugt, die von der Dichte und Zusammensetzung ähnlich wie die natürlichen Blüten waren. Im Gegensatz zu diesen findet LOHAFEX in einer produktiveren Gegend statt.
Hier gibt es Plankton, das schneller wächst und bessere Nahrung für das Zooplankton liefert, als das Plankton des offenen Ozeans. Zum Zooplankton gehört auch der Krill, der die Hauptnahrung von antarktischen Pinguinen, Robben und Walen darstellt. Seine Bestände sind in den letzten Jahrzehnten auf weniger als 20 Prozent der ursprünglichen Größe geschrumpft.
Wirkung auf Krill untersucht
Die Wissenschaftler hoffen, Krillschwärme in Reichweite der Blüte anzulocken, um deren Reaktion auf das erhöhte Nahrungsangebot untersuchen zu können. So möchten sie herausfinden, ob Nahrungsmangel der Hauptgrund für die besorgniserregende Abnahme ist. Die Düngung im Rahmen von LOHAFEX wird eine ähnliche Auswirkung wie schmelzende Eisberge haben und ist ausreichend groß angelegt, um einer Verdünnung durch Ausdehnung entgegen zu wirken.
70 Tage im sturmreichen Antarktischen Zirkumpolarstrom werden eine anstrengende Erfahrung für Wissenschaftler und Besatzung sein. „Gleich zu Beginn der Expedition haben wir sehr schlechtes Wetter angetroffen, so dass noch viele dabei sind, sich an das schaukelnde Schiff zu gewöhnen,“ berichtet Smetacek. Er ist aber zuversichtlich, dass das Unwohlsein bald vergeht, und alle Fahrtteilnehmer die Labore für den Beginn des Experiments einrichten können.
(Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, 14.01.2009 – NPO)
