Eisenmangel macht Algen grüner

Tropische Meere nehmen zwei Millionen Tonnen CO2 weniger auf als gedacht

Das Plankton des Meeres spielt eine wichtige Rolle nicht nur als Basis der marinen Nahrungsketten sondern auch als „Kohlenstoffsenke“ für das globale Klima. Insbesondere in tropischen Gewässern aber begrenzen Umweltfaktoren, darunter vor allem Stickstoff- und Eisenmangel, das Wachstum der Mikroalgen. Jetzt haben NASA-Wissenschaftler eine Methode entwickelt und in „Nature“ publiziert, mit der relativ leicht festgestellt werden kann, wo dies im Meer der Fall ist.

Globale Vegetations- und Planktondichte. Blau = wenig Phytoplankton, Rot, gelb oder grün = höhere Dichte.

Die Forscher konzentrierten sich in ihrer Studie zunächst auf den tropischen Pazifik. Sie werteten dafür zum einen Satellitendaten des Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWIFS) aus, zum anderen aber Messungen der Fluoreszenz von Schiffen aus. Eine solche Fluoreszenz entsteht dadurch, dass die Algen Sonnenlicht absorbieren und dabei einen Teil der Energie als rotes Licht wieder abgeben. Und genau dies erbrachte eine überraschende Erkenntnis:

Grüner heißt nicht gesünder

Die stärkste Fluoreszenz, aber auch die im sichtbaren Licht scheinbar gesunde grüne Farbe der Algen, trat nicht etwa dort auf, wo die Algen besonders gute Bedingungen vorfanden, sondern dort, wo sie unter Eisenmangel litten. „Weil wir diesen Effekt des Eisenmangels auf die Grünfärbung der Algen zuvor nicht kannten, haben wir immer gedacht, dass gleich grüne Gewässer auch gleich produktiv sind”, erklärt Michael J. Behrenfeld, Meeresökologe der Oregon State Universität und Projektwissenschaftler. „Wir wissen jetzt, dass das nicht der Fall ist und dass wir die Gebiete mit Eisenmangel anders behandeln müssen.“

Mithilfe dieses Signals konnten die Forscher nun gezielt messen, welche Bereiche des Ozeans unter Eisenmangel leiden und welche nicht. Dabei zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den nördlichen und südlichen Bereichen des Meeres: „Wir stellen fest, dass im nördlichen Teil des tropischen Pazifik Stickstoff das limitierende Element für das Algenwachstum ist“, so Behrenfeld. „Nahezu überall sonst war es der Eisenmangel.”

Zwei Milliarden Tonnen CO2 weniger

Für den tropischen Pazifik bedeutet dies, dass die bisherigen Schätzungen zur Menge des vom Ozean absorbierten Kohlendioxids deutlich nach unten korrigiert werden muss. Der Eisenmangel lässt das Plankton rund zwei Milliarden Tonnen CO2 weniger aufnehmen – eine erhebliche Menge an Treibhausgas, die in der Atmosphäre bleibt.

Die Erkenntnis, dass auch scheinbar gesund aussehendes Plankton weniger aktiv ist als angenommen, kann nun auch die Computermodelle des globalen Kohlenstoffkreislaufs verbessern. Sie bilden eine wichtige Grundlage für Klimasimulationen und –prognosen. Gleichzeitig erlaubt dies auch Rückschlüsse auf die Auswirkungen von Meeresströmungen oder den Einfluss von menschlichen Aktivitäten auf die „Kohlenstoffsenke Ozean“.

(NASA/Goddard Space Flight Center, 01.09.2006 - NPO)