![\"\"](\"https:\/\/www.sonnenseite.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/NOAA-Climate.gov_.jpg\")
<\/a>Kaum eine Region der Erde ver\u00e4ndert sich mit dem Klimawandel tiefgreifender, als die Arktis. Die Temperatur steigt hier doppelt so schnell wie im globalen Durchschnitt und das arktische Meereis, zieht sich im Sommer immer weiter zur\u00fcck. Heute bereits ist im Sommer nur noch eine halb so gro\u00dfe Fl\u00e4che des arktischen Meeres mit Eis bedeckt wie im Jahr 1979. Und wie der j\u00fcngste Bericht des Weltklimarates noch einmal bekr\u00e4ftigt, k\u00f6nnte die Arktis am Ende des Sommers k\u00fcnftig immer h\u00e4ufiger komplett eisfrei sein. F\u00fcr viele Lebewesen, allen voran den Eisb\u00e4ren, k\u00f6nnte das existenzbedrohlich werden. Andere Arten k\u00f6nnten jedoch davon profitieren, so vermuteten manche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. \u201eWenn man den Arktischen Ozean aus dem Weltraum betrachtet, ist es schwierig, \u00fcberhaupt Wasser zu sehen, da ein gro\u00dfer Teil von einer Meereisschicht bedeckt ist“, sagt Hauptautor Jesse Farmer, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Geowissenschaften an der Princeton University, der auch als Postdoktorand am Max-Planck-Institut f\u00fcr Chemie in Mainz t\u00e4tig ist. K\u00fcnftig k\u00f6nnte das schwindende Eis den Blick auf die Meeresoberfl\u00e4che immer mehr freigeben. Und der st\u00e4rkere Lichteinfall auf das Meer k\u00f6nnte das Wachstum von Plankton, das mit Licht Fotosynthese betreibt, ankurbeln und damit auch anderen Arten mehr Nahrung verschaffen, so eine Vermutung.<\/p>\n\n\n\n
Fossiles Plankton enth\u00fcllt die Stickstoffversorgung der Vergangenheit<\/h5>\n\n\n\n
\u201eAber die Sache hat einen Haken“, sagt Mitautorin Julie Granger, Professorin f\u00fcr Meereswissenschaften an der University of Connecticut. \u201eDas Plankton braucht auch N\u00e4hrstoffe, um zu wachsen, und die sind nur tiefer im Arktischen Ozean reichlich vorhanden, gerade au\u00dferhalb der Reichweite des Planktons.“ Ob das Plankton diese N\u00e4hrstoffe aufnehmen kann, h\u00e4ngt davon ab, wie stark der obere Ozean stratifiziert ist, also in Schichten getrennt ist. Die oberen 200 Meter des Ozeans bestehen aus verschiedenen Wasserschichten mit unterschiedlichen Dichten, die durch ihre Temperatur und ihren Salzgehalt bestimmt werden. \u201eWenn der obere Ozean stark geschichtet ist, also sehr leichtes Wasser auf dichtem Tiefenwasser schwimmt, ist die Versorgung der sonnenbeschienenen Oberfl\u00e4che mit N\u00e4hrstoffen langsam“, so Jesse Farmer.<\/p>\n\n\n\n
Das Team hat anhand von fossilem Plankton untersucht, wie sich die Stickstoffzufuhr in der Arktis seit der letzten Eiszeit ver\u00e4ndert hat. Das wiederum offenbart die Geschichte der Schichtung des Arktischen Ozeans. Anhand von Sedimentkernen aus dem westlichen und zentralen Arktischen Ozean bestimmten die Forschenden die Isotopenzusammensetzung von organischem Stickstoff, der in den Kalkschalenfossilien von Foraminiferen eingeschlossen war. Dieses Plankton wuchs im Oberfl\u00e4chenwasser, starb dann ab und sank auf den Meeresboden. Die Messungen zeigen, wie sich im Laufe der Zeit die Anteile des aus dem Atlantik und dem Pazifik stammenden Stickstoffs, der jeweils ein andere Isotopenmuster aufweist, und die Versorgung des Oberfl\u00e4chen-Planktons mit Stickstoff ver\u00e4nderten.<\/p>\n\n\n\n
Pazifisches Wasser \u00fcberlagert salzigeres, dichteres atlantisches Wasser<\/h5>\n\n\n\n
Das Wasser des Pazifiks flie\u00dft in der westlichen Arktis nordw\u00e4rts durch die flache Beringstra\u00dfe, die Alaska von Sibirien trennt. Im Arktischen Ozean angekommen, str\u00f6mt das relativ frische Pazifikwasser \u00fcber das salzigere Wasser des Atlantiks. Infolgedessen wird die obere Wasserschicht der westlichen Arktis von Stickstoff aus dem Pazifik dominiert und ist stark geschichtet.<\/p>\n\n\n\n
Das war jedoch nicht immer so. \u201eW\u00e4hrend der letzten Eiszeit, als das Wachstum der Eisschilde den globalen Meeresspiegel herabsenkte, gab es die Beringstra\u00dfe nicht“, sagt Daniel Sigman, Princetons Dusenbury Professor f\u00fcr Geologische und Geophysikalische Wissenschaften und einer von Jesse Farmers Forschungsmentoren. Zu dieser Zeit wurde die Beringstra\u00dfe durch die Beringlandbr\u00fccke ersetzt, eine Landverbindung zwischen Asien und Nordamerika, die die Einwanderung von Menschen nach Amerika erm\u00f6glichte. Ohne die Beringstra\u00dfe g\u00e4be es in der Arktis nur atlantisches Wasser. Die Stickstoffdaten best\u00e4tigen dies.<\/p>\n\n\n\n
Mit der \u00d6ffnung der Beringstra\u00dfe sinkt die Stickstoffversorgung<\/h5>\n\n\n\n
Zum Ende der Eiszeit vor 11.500 Jahren, als die Eisschilde schmolzen und der Meeresspiegel anstieg, zeigen die Daten das pl\u00f6tzliche Auftauchen von pazifischem Stickstoff im offenen westlichen arktischen Becken, ein klarer Beweis f\u00fcr die \u00d6ffnung der Beringstra\u00dfe. \u201eWir hatten zwar erwartet, dieses Signal in den Daten zu sehen, aber nicht so deutlich!“ so Sigman.<\/p>\n\n\n\n
Dies war nur die erste \u00dcberraschung f\u00fcr die Geo-Wissenschaftler. Bei der Analyse der Daten stellte Farmer auch fest, dass die Arktis vor der \u00d6ffnung der Beringstra\u00dfe nicht so stark geschichtet war wie heute. Erst mit der \u00d6ffnung der Beringstra\u00dfe entstand die starke Schichtung der westlichen Arktis, was sich in der abnehmenden Stickstoffversorgung des Planktons im Oberfl\u00e4chenwasser widerspiegelt.<\/p>\n\n\n\n
Warme Temperaturen verst\u00e4rken die Schichtung des Meeres<\/h5>\n\n\n\n
Nach Osten hin, weg von der Beringstra\u00dfe, wird das Wasser aus dem Pazifik verd\u00fcnnt, so dass die neuzeitliche zentrale und \u00f6stliche Arktis von atlantischem Wasser und relativ schwacher Schichtung dominiert wird. Hier fanden die Forschenden heraus, dass Stickstofflimitierung und Dichteschichtung mit dem Klima variierten. Wie in der westlichen Arktis war die Schichtung w\u00e4hrend der letzten Eiszeit schwach. Nach der Eiszeit verst\u00e4rkte sich die Stratifikation in der zentralen Arktis und erreichte ihren H\u00f6hepunkt vor etwa 10.000 bis 6.000 Jahren, einer Periode mit etwas h\u00f6heren arktischen Sommertemperaturen, die als Holoz\u00e4nes Thermisches Maximum bezeichnet wird. Seit dieser Zeit hat sich die Schichtung in der zentralen Arktis abgeschw\u00e4cht, so dass gen\u00fcgend Stickstoff aus der Tiefe in das Oberfl\u00e4chenwasser gelangt, um den Bedarf des Planktons zu decken.<\/p>\n\n\n\n
Die globale Erw\u00e4rmung bringt die Arktis schnell wieder in das Klima des thermischen Maximums des Holoz\u00e4ns zur\u00fcck und m\u00f6glicherweise sogar dar\u00fcber hinaus. Aus der neuen Studie l\u00e4sst sich daher schlie\u00dfen, dass die westliche Arktis k\u00fcnftig aufgrund des anhaltenden Zuflusses von pazifischem Wasser durch die Beringstra\u00dfe stark geschichtet bleiben wird, w\u00e4hrend die Erw\u00e4rmung die Schichtung in der zentralen Arktis verst\u00e4rken wird. In diesen beiden Regionen des offenen Ozeans wird die geringe Stickstoffzufuhr wahrscheinlich die Planktonproduktivit\u00e4t begrenzen.<\/p>\n\n\n\n
\u201eManche h\u00e4tten im Anstieg des Planktonwachstums im offenen arktischen Becken wahrscheinlich einen Vorteil gesehen, zum Beispiel um die Fischerei zu steigern. Angesichts unserer Daten scheint ein Anstieg der Produktivit\u00e4t in der offenen Arktis aber unwahrscheinlich. Die beste Hoffnung f\u00fcr einen zuk\u00fcnftigen Anstieg der arktischen Produktivit\u00e4t liegt wahrscheinlich in den K\u00fcstengew\u00e4ssern der Arktis\u201c, so die Einsch\u00e4tzung von Farmer.<\/p>\n\n\n\n
- Jesse R. Farmer, Daniel M. Sigman, Julie Granger, Ona M. Underwood, Fran\u00e7ois Fripiat, Thomas M. Cronin, Alfredo Mart\u00ednez-Garc\u00eda und Gerald H. Haug „Arctic Ocean stratification set by sea level and freshwater inputs since the last ice age“ | Nature Geoscience, 16. August 2021 Doi: 10.1038\/s41561-021-00789-y<\/a><\/li><\/ul>\n\n\n
Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n
MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT | MPIC\/PH 2021<\/a> | Grafik: Modifiziert aus Lindsay & Scott, „Climate change: Arctic sea ice,“ NOAA Climate.gov<\/a><\/p>\n
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