Eine bahnbrechende Studie des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) hat enthüllt, dass massive Algenblüten im Südpolarmeer vor rund 14.000 Jahren eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung des atmosphärischen Kohlendioxids (CO2) spielten. Die Forschung, die auf der Analyse von sedimentärer alter DNA (sedaDNA) basiert und in Nature Geoscience veröffentlicht wurde, beleuchtet die Dynamik des globalen Kohlenstoffkreislaufs in der Vergangenheit und hat bedeutende Implikationen für das Verständnis heutiger Klimaveränderungen.
Während der sogenannten Antarktischen Kälteumkehr (Antarctic Cold Reversal, ACR), einer Periode kühlerer Temperaturen zwischen etwa 14.700 und 12.700 Jahren vor heute, herrschten spezifische klimatische Bedingungen. Diese beinhalteten eine ausgedehnte Meereisbedeckung im Winter, gefolgt von einer starken Eisschmelze im Frühjahr. Diese Gegebenheiten begünstigten das massive Wachstum von Algen der Gattung Phaeocystis, insbesondere Phaeocystis antarctica. Diese Mikroorganismen sind in der Lage, erhebliche Mengen CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen und trugen so maßgeblich dazu bei, den Anstieg dieses wichtigen Treibhausgases zu verlangsamen.
Die Forscher des AWI konnten die Präsenz und Dominanz dieser Algen durch die Untersuchung von sedaDNA nachweisen – genetisches Material, das über Jahrtausende im Meeresboden erhalten blieb. Diese Methode ist besonders wertvoll, da Phaeocystis keine klassischen Mikrofossilien hinterlässt und somit in früheren Klimaarchiven oft unsichtbar blieb. Die Ergebnisse der Studie sind von immenser Bedeutung für die heutige Klimaforschung.
Wissenschaftler warnen, dass der fortschreitende Rückgang des antarktischen Meereises die Bedingungen für solche Algenblüten verändern könnte. Ein potenzieller Rückgang dieser natürlichen Kohlenstoffsenken könnte die Fähigkeit des Ozeans, CO2 zu binden, erheblich beeinträchtigen. Dies könnte weitreichende Folgen für das globale Klima haben und unterstreicht die Empfindlichkeit polarer Ökosysteme. Die Forschung zeigt, wie eng das Zusammenspiel zwischen physikalischen Umweltbedingungen, biologischer Produktivität und der Regulierung des globalen Kohlenstoffhaushalts ist.
Expertenanalysen deuten darauf hin, dass die Erkenntnisse aus der Antarktischen Kälteumkehr als Analogie für gegenwärtige Erwärmungsprozesse dienen können. Regionen mit hoher saisonaler Meereisvariabilität und einer Dominanz von Phaeocystis, wie beispielsweise das Rossmeer, spielen eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung des atmosphärischen CO2-Gehalts. Die Studie von Weiß et al. (veröffentlicht in Nature Geoscience) unterstreicht die revolutionäre Rolle von sedaDNA in der Rekonstruktion der Erdgeschichte und betont die Notwendigkeit, die komplexen Wechselwirkungen zwischen marinen Ökosystemen und dem Klima zu verstehen, um zukünftige Klimaszenarien besser einschätzen zu können. Die Sensitivität dieser Ökosysteme gegenüber Erwärmungsprozessen gibt Anlass zur Sorge, da sie als wichtige Kippelemente im Klimasystem betrachtet werden könnten.