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Die Menge des von der Wasseroberfläche in die Tiefsee transportierten Kohlenstoffs wird westlich der Antarktischen Halbinsel in erster Linie von der Körpergröße des Antarktischen Krills bestimmt, nicht von dessen Häufigkeit. Die schnelle Erwärmung der Region könnte diesen Kohlenstoffexport negativ beeinflussen.
Ein US-amerikanisches Forschungsteam untersuchte über den rekordverdächtigen Zeitraum von 21 Jahren (1992 – 2013) an der westlichen Antarktischen Halbinsel den Kohlenstofftransport von der lichtdurchfluteten Zone in die Tiefsee. Antarktischer Krill nimmt dabei eine Schlüsselstellung ein, indem er große Mengen an Phytoplankton frisst und die unverdaulichen, kohlenstoffreichen Reste in Form von Kotballen, die in die Tiefe sinken, wieder ausscheidet.
Anders als bisher vermutet wurde, zeigen die Ergebnisse der Studie, die in der Fachzeitschrift Nature erschien, dass der Export von Kohlenstoff in die Tiefe eindeutig mit der Größe und dem Alter des Krills zusammenhängt, nicht aber mit dessen Häufigkeit. So war der als ‘biologische Pumpe’ bezeichnete vertikale Kohlenstofftransport alle fünf Jahre besonders hoch, wenn der Anteil von großem, erwachsenem Krill (größer als 4 cm und mit einem Alter von vier Jahren und älter) ungewöhnlich hoch war. Umgekehrt ist der Export in den Jahren deutlich geringer, in denen junger, kleiner Krill die Schwärme dominiert, auch wenn diese von sehr viel mehr Einzeltieren gebildet werden.
Die Forschenden nehmen daher an, dass die jährlichen Schwankungen des Kohlenstoffexports eng mit dem Lebenszyklus des Antarktischen Krills, der fünf bis sechs Jahre alt werden kann, verbunden sind.
Die Erklärung für die Schwankungen ist denkbar einfach: Je größer der Krill, umso größer sind auch die ausgeschiedenen Kotballen und somit deren Kohlenstoffgehalt. Hinzu kommt, dass die größeren Kotballen in der Regel intakt bleiben und mit mehreren hundert Metern pro Tag schneller in die Tiefe sinken als die des kleinen Krills, die zudem zerbrechlich sind.
Die Kotballen von Krill und anderem Zooplankton, zusammen mit anderem festen, organischen Material wie Mikroorganismen, toten Zellen u.a., werden als partikulärer organischer Kohlenstoff (POC, particulate organic carbon) bezeichnet. Die Entfernung dieser kohlenstoffreichen Partikel aus den oberen Wasserschichten und deren langfristige Speicherung in Tiefseesedimenten haben eine große Bedeutung für die Regulierung des globalen Klimas. Die Region westlich der Antarktischen Halbinsel gehört zu denen mit dem höchsten sommerlichen POC-Export weltweit. Gleichzeitig ist sie eines der Gebiete, die sich am schnellsten erwärmen.
Da der Antarktische Krill hochgradig vom Meereis abhängig ist, wird vermutet, dass die Schwärme aufgrund der Erwärmung und des abnehmenden Meereises kleiner werden könnten, wie es bereits im Atlantischen Sektor des Südlichen Ozeans zu beobachten ist. In der Folge könnte der Fünf-Jahres-Zyklus des Krillwachstums unterbrochen werden und somit auch den Kohlenstoffexport verändert werden. Darüberhinaus scheint der Abbau von organischem Material in seine anorganischen Bestandteile durch Mikroorganismen in der Wassersäule bei höheren Temperaturen zuzunehmen. Infolgedessen nimmt die Kohlenstoffspeicherung in der Tiefe ab.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Trinh, R., Ducklow, H.W., Steinberg, D.K. et al. Krill body size drives particulate organic carbon export in West Antarctica. Nature 618, 526–530 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06041-4