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Die Primärproduktion im Südlichen Ozean hängt entscheidend von der Konzentration des Mikronährstoffs Eisen ab. Nur wenn genügend Eisen verfügbar ist, können sich in den Sommermonaten sogenannte Algenblüten entwickeln, von denen wiederum das Zooplankton (Krill) und in der Folge Pinguine, Robben, Wale und Seevögel profitieren. Bisher sind Wissenschaftler davon ausgegangen, dass der Eiseneintrag fast ausschließlich aus natürlichen Quellen stammt. Jetzt haben japanische Forscher in einer aktuellen Studie allerdings herausgefunden, dass nicht wie angenommen nur etwa zehn Prozent des Eisens menschlichen Ursprungs ist, sondern wesentlich mehr.
Eisen wird als Staub, der über den Kontinenten in die Atmosphäre gelangt, über große Distanzen transportiert und erreicht so auch den Südlichen Ozean. Doch der Staub enthält nicht nur Eisen aus natürlichen Sedimenten, sondern auch aus anthropogenen Quellen, wobei vor allem die Verbrennung fossiler Energieträger Eisen in die Atmosphäre freisetzt.
Die Studie unter der Leitung von Professor Hitoshi Matsui und Mingxu Liu von der Graduate School of Environmental Studies der Universität Nagoya, Japan, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Cornell University und der University of Colorado ergab, dass der vom Menschen verursachte Eiseneintrag bis zu zehnmal höher sein könnte, als bisher angenommen. Ihre Studie wurde in der Fachzeitschrift npj Climate and Atmospheric Science veröffentlicht.
Durch die Kombination von Daten aus Flugzeugmessungen mit einem globalen Atmosphärenmodell fanden die Forscher heraus, dass vom Menschen erzeugtes Eisen mit einem prozentualen Anteil von bis zu 60 Prozent wesentlich zur Düngung des Südlichen Ozeans beiträgt. In früheren Studien wurde der anthropogene Eintrag mit nur zehn Prozent somit erheblich unterschätzt.
Dem Modell zufolge werde die Zufuhr von Eisen im Südlichen Ozean wegen der geplanten Reduzierung der Kohlenstoffemissionen in Zukunft jedoch deutlich sinken. Auf das globale Klima könnte dies unerwartete Auswirkungen haben, da das pflanzliche Plankton aufgrund des Eisenmangels nicht mehr so gut gedeihen und somit weniger Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden würde.
«Eisen ist ein entscheidender Mikronährstoff für die Aufrechterhaltung des Phytoplanktonwachstums und der Primärproduktion im Südlichen Ozean, wo es den atmosphärischen CO2-Gehalt moduliert», sagte Dr. Matsui. «Ein potenzieller Rückgang der Eisenverfügbarkeit, der mit der Verschärfung der Kontrollen der weltweiten Emissionen fossiler Brennstoffe in den kommenden Jahrzehnten einhergeht, könnte die Kohlenstoffspeicherung in marinen Ökosystemen einschränken und die globale Erwärmung sogar noch verschärfen.»
Das große Ziel der Weltgemeinschaft in den kommenden Jahrzehnten ist es, die globalen Emissionen fossiler Brennstoffe drastisch zu reduzieren und eine Kohlenstoffneutralität zu erreichen. Die neuesten Erkenntnisse aus der Studie erfordern allerdings, dass die künftigen Modelle die Rolle der anthropogenen Quellen von Eisen im Südlichen Ozean vollständig berücksichtigen.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Mingxu Liu, Hitoshi Matsui, Douglas S. Hamilton et al. The underappreciated role of anthropogenic sources in atmospheric soluble iron flux to the Southern Ocean. npj Climate and Atmospheric Science, 2022; 5 (1) DOI: 10.1038/s41612-022-00250-w