Spurenelemente wie Eisen, Mangan oder Zink sind integraler Bestandteil der biogeochemischen Prozesse an der Erdoberfläche. Sie spielen als Mikronährstoffe eine essenzielle Rolle für das Gedeihen von Organismen aller Art und damit im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Unterhalb von Eisschilden, die rund zehn Prozent der irdischen Landoberflächen bedecken, werden größere Mengen dieser Stoffe mobilisiert als bisher angenommen. Das zeigen neue Daten aus Grönland und der Antarktis, die ein internationales Forschungsteam um Jon Hawkings vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam GFZ und der Florida State University (USA) erhoben und analysiert hat. Sie geben wichtige Einblicke in bislang unbekannte Prozesse an der Grenzschicht von Eis, Schmelzwasser und Gestein. Weil die Eismassen erheblich durch die globale Erwärmung beeinflusst werden, ergeben sich so auch neue Ausblicke auf die Konsequenzen des Klimawandels für kritische biogeochemische Prozesse, auch in den umgebenden Ökosystemen wie Ozeanen, Seen oder Feuchtgebieten. Die Studie ist heute im Fachmagazin PNAS erschienen.
Unter den Eisschilden der Erde bildet Schmelzwasser ein ausgedehntes verborgenes System von Rinnsalen, Flüssen und Seen. Mehr als 400 subglaziale Seen wurden in den letzten vierzig Jahren in der Antarktis entdeckt, manche von den Ausmaßen der Großen Seen Nordamerikas. An der Grenze zwischen Eis, Wasser und Gestein wirkt ein komplexes Ensemble aus chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Kräften, die Gestein zerbrechen und zermahlen. Dabei setzen sie auch Spurenelemente frei, die das Schmelzwasser stromabwärts transportiert. Diese chemischen Elemente kommen, daher der Name, nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Dennoch sind sie – wie Vitamine – essenziell als Nährstoffe für alle Lebewesen.
Wie und in welchen Mengen sie unter dem grönländischen und antarktischen Eis freigesetzt werden und schließlich in die angrenzenden Ökosysteme abfließen, und welche Rolle sie dort und für den globalen Kohlenstoffkreislauf spielen, ist bislang noch wenig untersucht. Denn Messkampagnen in diesen entlegenen Regionen der Erde sind logistisch wie technisch eine enorme Herausforderung.
Aufwändige Probennahme
Um aus den Gewässern unter den grönländischen und antarktischen Eispanzern Proben zu sammeln und sie im Labor zu analysieren, hat Jon Hawkings vom GFZ** und der Florida State University mit einem internationalen und interdisziplinären Forschungsteam zusammengearbeitet. Mark Skidmore und John Priscu von der Montana State University (USA) haben im Rahmen ihres SALSA-Projektes mehr als 1000 Meter tief in den antarktischen Eispanzer gebohrt. So konnten sie den neun Kilometer langen und 15 Meter tiefen „Mercer Subglacial Lake“ anzapfen. „Diese Seen sind Teil eines größeren hydrologischen Systems. Es gibt ein wissenschaftliches Interesse an diesem speziellen See, aber wir wollen auch sehen, was unter der Eisdecke entsteht und wie sich das mit den Küstenregionen verbindet“, sagt Mark Skidmore. Mehr erfahren…
