Mikroskopische Aufnahme von Eisalgen © Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

Im Meereis wimmelt es nur so von Lebewesen, von denen ein Großteil einzellige Algen sind. Da die Wissenschaftler diese nicht zählen können, bestimmen sie den Chlorophyllgehalt einer bestimmten Eismenge. Dabei kamen sie zu ganz erstaunlichen Ergebnissen: Im Sommer werden Werte von über 2.000 Milligramm Chlorophyll pro Kubikmeter gemessen. Das ist höchst außergewöhnlich, denn im freien Wasser des Polarmeeres werden nie höhere Werte als 15 Milligramm gemessen, und selbst die Nordsee, die eine viel höhere Produktivität besitzt, hat im Sommer einen 40 mal geringeren Chlorophyllgehalt als das Meereis. Wie gelangen die Organismen in einer derart hohen Konzentration ins Eis?

Dazu haben die Forscher verschiedene Vermutungen entwickelt. Es könnte sein, dass die Kleinlebewesen beim Gefriervorgang von den aufsteigenden Eiskristallen mit zur Wasseroberfläche genommen werden. Das in Oberflächennähe gefrierende Wasser steigt als Süßwassereis wegen seines geringeren spezifischen Gewichts nach oben und sammelt die Organismen aus dem freien Wasser ein. Sie sammeln sich dann im Körncheneis, werden in die entstehende Eisdecke eingeschlossen und reichern sich so an. Eine andere Möglichkeit wäre, dass die Lebewesen selber als Kristallisationskeime dienen. Um sie herum bilden sich Eiskristalle und tragen die Organismen nach oben zur Wasseroberfläche, wo sie sich ansammeln.

Durch Wellenbewegungen können Pflanzen und Tiere auch aktiv im Eisbrei an der Wasseroberfläche angereichert werden. Wenn eine Welle Wasser - und mit ihm auch zahlreiche Organismen - von unten in das Körncheneis drückt, bleiben zahlreiche Organismen im porösen, schwammartigen Eis hängen oder können sich dort festhalten. Auf diese Weise trägt jede Welle neue Lebewesen in den Eisbrei hinein. Für diese These spricht die Tatsache, dass sich auch Sedimente - im Gegensatz zu Lebewesen passive Teilchen - im Eisbrei an der Wasseroberfläche ansammeln können. Durch diese Anreicherungsmechanismen findet man im Meereis hauptsächlich Organismen, die in anderen Meeren Hauptbestandteil des Planktons sind. Sie werden quasi aus dem freien Wasser herausgekehrt.

Wird das Eis an der Wasseroberfläche dicker, so reichern sich die Lebewesen zunehmend in den unteren Regionen des Eises an. Sie brauchen Nährstoffe zum Überleben, und die kommen von unten. Während die oberen Regionen des Eises nährstoffarm sind, wird die unterste Eisschicht durch den Kontakt mit dem darunterliegenden Wasser immer mit den notwendigen Stoffen versorgt. Auf der Oberfläche des Eises gibt es hingegen kaum Leben. Hier sind die Organismen ungeschützt der UV-Strahlung der Sonne ausgesetzt, außerdem gibt es hier kaum Salz, da die Schmelzwassertümpel nahezu Süßwasser enthalten.

Ein Großteil der Organismen lebt nicht nur im Eis, sondern kann sich auch darin vermehren. Es gibt jedoch einige Spezies, die zur Fortpflanzung wieder das freie Wasser aufsuchen müssen. Sie werden durch die Eisschmelze im Sommer freigesetzt und gelangen nach der Vermehrung wieder durch einen der Anreicherungsmechanismen ins Eis zurück.