Das große Schmelzen – kleine Zellen, große Folgen

In ihrem öffentlichen Leopoldina-Vortrag spricht Prof. Dr. Liane G. Benning ML (Freie Universität Berlin und Deutsches GeoForschungs-Zentrum (GFZ) Potsdam) über ihre Forschungstätigkeit, die sie jedes Jahr nach Grönland führt. In der Arktis untersucht sie Prozesse, die Auswirkungen auf das Schmelzen des grönländischen Eisschildes und damit auch auf das globale Klima haben. 

Der Klimawandel und die damit verbundene Erwärmung unseres Planeten – vor allem in der Arktis – hat schon lange die 1,5°C-Marke überschritten. Diese verstärkte Erwärmung führt zu einem schnelleren Abschmelzen der Schnee- und Eismassen, insbesondere in Grönland. Dies trägt jährlich mehrere Millimeter zum Anstieg des globalen Meeresspiegels bei. Die Anzahl der Sommertage mit Oberflächentemperaturen über 0°C hat zugenommen, während gleichzeitig die Oberflächen-Albedo - die Menge des in den Weltraum zurückgeworfenen Lichtes – in den letzten Jahrzehnten drastisch gesunken ist. Dies bewirkt eine zunehmende „Verdunkelung“ der Oberflächen, welche auf erhöhten Wassergehalt und lichtabsorbierende Partikel (LAP) auf den Schnee- und Eisoberflächen zurückzuführen ist.

Die LAP bestehen aus lebenden Mikroben - in erster Linie Algen - Mineralstaub, anthropogenen fossilen Brennstoffen und durch Waldbrände entstandenem Ruß. Obwohl Studien in den letzten Jahren gezeigt haben, dass Algen eine wichtige Rolle bei dieser „Verdunkelung“ spielen, wurden bisher in globalen Klimamodellen die Beiträge von Algen und Mineralstaub nicht berücksichtigt. Insbesondere Algen spielen aber eine grundlegende Rolle, da sie als Reaktion auf eine hohe UV-Belastung rote bis dunkel-violette Pigmente produzieren, welche die Albedo der Schnee- und Eisoberflächen lokal bis zu 25 % reduzieren und das Schmelzen des grönländischen Eisschildes beschleunigen.

Benning untersucht, wodurch die Blüten solcher Mikroalgen getriggert werden und welche geochemischen, mineralogischen und mikrobiologischen Parameter die biochemischen Prozesse, die Vielfalt und die metabolischen Funktionen dieser Algenblüten kontrollieren. In ihrer Arbeit verknüpft Benning Oberflächen-, Luft- und Satellitendaten miteinander, um die Rolle von Mineral-Mikroben-Grenzflächenreaktionen bei der Gestaltung großräumiger Prozesse im grönländischen Eisschild zu bestimmen und zu helfen, die globale Schmelze und den Anstieg des Meeresspiegels als Parameter für Klimamodelle zu definieren.

ML = Mitglied der Leopoldina