Die Arktis gehört zu den Regionen, die von der globalen Erwärmung am stärksten betroffen sind. Weite, einst ganzjährig von Meereis bedeckte Gebiete sind inzwischen im Sommer vollständig eisfrei. “Die Arktis ist eine besonders sensible Region, weil hier mehrere positive Rückkopplungen wirken”, erklären Jong-Yeón Park vom Max-Planck Institut für Meteorologie in Hamburg und seine Kollegen.
Schon länger ist bekannt, dass diese Entwicklung auch das Phytoplankton im Polarmeer beeinflusst. Dieses bildet dort die Basis der Nahrungskette und spielt vor allem im Frühsommer, zur Zeit der Algenblüte, eine entscheidende Rolle als CO 2-Senke: Je mehr Meeresalgen wachsen, desto mehr Treibhausgas binden sie und wirken damit der Erwärmung entgegen. Also eigentlich eine eher positive Entwicklung – so dachte man jedenfalls bisher.
CO 2-Senke mit Schattenseite
Doch es gibt noch eine zweite Wechselwirkung zwischen Phytoplankton und Klima – die bisher in den meisten Klimamodellen übersehen wurde: “Das Phytoplankton verändert auch die physikalischen Eigenschaften des Ozeans”, erklären Park und seine Kollegen. Dort, wo Meeresalgen an der Wasseroberfläche schwimmen, verringert sich die Albedo und die Wärmeabsorption des Wassers steigt. “Das aber bedeutet, dass mehr Phytoplankton-Biomasse die oberen Wasserschichten wärmer macht”, so die Forscher. Und je wärmer die oberen Wasserschichten werden, desto weniger Eis bleibt erhalten und desto mehr Algen können wachsen – eine klassische positive Rückkopplung.
Aber wie groß ist der Effekt dieser positiven Rückkopplung? Reicht er aus, um das arktische und vielleicht sogar das globale Klima messbar zu beeinflussen? Genau dies haben Park und seine Kollegen nun mit Hilfe eines kombinierten Modells des Klimasystems und des Meeresökosystems genauer untersucht. In diesem ließen sie die gleiche Klimasimulation zwei Mal laufen, einmal berücksichtigten sie die positive Rückkopplung des Phytoplanktons und einmal nicht.
20 Prozent wärmer durch Algenblüten
Das Ergebnis: In der Simulation mit Phytoplankton-Rückkopplung stiegen die Temperaturen sowohl in der Arktis, aber auch global stärker an als ohne, wie die Forscher berichten. Weil sich durch den Klimawandel das Wasser erwärmt, verlängert sich die Wachstumssaison der Algen und die offenen Wasserflächen nehmen zu. Dadurch aber wächst auch der erwärmende Einfluss des Phytoplanktons.
Die Forscher schätzen, dass diese positive Rückkopplung die arktische Erwärmung um bis zu 20 Prozent verstärken könnte. Das arktische Phytoplankton sei damit ein wichtiger – und bisher unterschätzter – Mitspieler im Klimasystem. “Angesichts der engen Verbindung zwischen der Arktis und dem globalen Klima kann dies künftige Prognosen unseres Klimas signifikant verändern”, konstatieren Park und seine Kollegen. Dieses positive Feedback von Algen und Klima müsse daher in künftigen Klimaszenarios und Modellen berücksichtigt werden.
