Ein kleines Molekül erzählt vom arktischen Meereis | Polarjournal
Das arktische Meereis ist nicht nur die Heimat von Eisbären und Robben. Unter und auf dem Eis lebt eine Vielzahl von verschiedenen Organismen, darunter auch Eisalgen. Diese nutzen die salzhaltigen Kanäle im Eis, um zu überleben. Viele benötigen sogar das Eis in ihrem Fortpflanzungszyklus. Bild: Michael Wenger

Der Verlust des arktischen Meereises ist für uns das augenscheinlichste Anzeichen für die Klimaerwärmung. Wissenschaftler versuchen, mit Modellen und Berechnungen vorherzusagen, wie schnell sich das Meereis zurückziehen wird und ab wann die Arktis als eisfrei gelten wird. Dazu werfen sie auch einen Blick in die Vergangenheit, um die Geschichte des Meereises in anderen Zeitaltern rekonstruieren zu können. Nun hat ein internationales Forschungsteam eine aufregende Entdeckung gemacht: Ein bisher unbeachtetes Molekül aus einer unbekannten Gruppe von Eisalgen könnte helfen, die Geschichte des Meereises zu rekonstruieren und in dessen Zukunft zu blicken.

«Wir konnten zeigen, dass dieses Molekül ein starker Indikator für die Meereiskonzentration ist»

Karen Wang, PhD-Studentin, Brown University

Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Yongsong Huang von der Abteilung Erd-, Umwelt und Planetenwissenschaft der Brown Universität in Rhode Island könnten mit ihrer Entdeckung eine neue und verbesserte Möglichkeit geschaffen haben, die Meereisbedeckung in der Vergangenheit der Erde zu rekonstruieren. Dazu müssten nun in Sedimentproben aus einem Bereich des arktischen Ozeans die Mengen eines organischen Moleküls gemessen werden. Je höher die Menge, desto grösser war zu diesem Zeitpunkt die Meereisdecke an diesem Ort. «Wir konnten zeigen, dass dieses Molekül ein starker Indikator für die Meereiskonzentration ist», erklärt die Hauptautorin der Arbeit, Karen Wang von der Brown Universität in Rhode Island. «Die Konzentration dieses Moleküls in Sedimenten aus verschiedenen Zeitaltern zu untersuchen, könnte es uns erlauben, die Meereiskonzentration über die Zeitalter zu verfolgen.»

Das entdeckte Molekül wird von einer bisher unbekannten Gruppe von Eisalgen produziert. Diese Algen, Isochrysidales, finden sich unter dem Eis und leben in Kanälen und Blasen, die von sehr salzhaltiger Flüssigkeit gebildet werden (Brine). In solchen Bereichen finden sich zahlreiche andere Algenarten, die mit diesen Eisalgen verwandt sind. Im Bild eine verwandte, nicht-polare Art. Bild: Photo by NEON ja, colored by Richard Bartz via Wikipedia CC SA-BY 2.5

«Niemand wusste, wo es herkam oder ob es für irgendetwas nützlich ist.»

Professor Yonghong Huang, Dept. Earth, Environment & Planetary Science, Brown University

Das Molekül mit dem unspektakulären Namen Tetra-Ungesättigtes Alkenon (C37:4) wurde als Produkt von bisher unbekannten Eisalgen identifiziert. Zwar war es schon früher in Proben, die für die Rekonstruktion von Meereis verwendet worden waren, bekannt. Aber es wurde immer als ein Störfaktor betrachtet, denn man wollte eigentlich andere, verwandte Alkenone für Temperaturunterschiede untersuchen. «Das war es, wofür das C37:4-Molekül bekannt war: die Temperaturverhältnisse durcheinanderzubringen», erklärt Yongsong Huang, Professor an der Brown Universität und Projektleiter. «Niemand wusste, wo es herkam oder ob es für irgendetwas nützlich ist.» Daher mussten die Wissenschaftler zuerst herausfinden, woher das Molekül stammt. Dabei entdeckten sie eine bisher unbeschriebene Gruppe von Algen, die unter dem Meereis vorkommen. Erst danach untersuchten das Team, ob das Molekül als Zeiger für Meereis in anderen Zeitaltern taugt. Hier zeigte sich der Vorteil des Moleküls gegenüber anderen Methoden und Indikatoren. Denn das Molekül wird robuster konserviert als beispielsweise fragile Kieselalgen. Dadurch können grössere Zeiträume untersucht werden, schreiben die Autoren in ihrer Arbeit. Diese erschien in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications.

Algen unter dem Meereis der Arktis bilden teilweise riesige Ansammlungen, die wie Tücher unter dem Eis aussehen. Vor einigen Jahren wurde Melosira Arctica zur Alge des Jahres erkoren aufgrund ihrer Wichtigkeit für das arktische Meeresökosystem. Bild: Oliver Müller, MOSAiC-Expedition

Noch sind viele Fragen offen rund um die Algen und vor allem um dieses Alkenon. Zum einen wollen die Forscher nun mehr über die Algengruppe herausfinden und wie und warum sie dieses Alkenon überhaupt produzieren. Ein weiteres Thema ist die Möglichkeit der Mengenbestimmung von Meereiskonzentrationen an den spezifischen Orten. In ihrer Arbeit schreiben die Autoren, dass das Molekül das «Potential zur quantitativen Meereisrekonstruktion basierend auf der Kalibrierung von Oberflächensedimenten hat.» Damit könnten die Forscher nicht nur die Orte bestimmen, an denen das Meereis in vergangene Zeiten zu finden war, sondern auch die Menge an Meereis zu diesem Zeitpunkt. Daraus lassen sich wiederum bessere Daten in die Modellierungen für die Zukunft des Meereises einbauen. Und diese sieht beim gegenwärtigen Stand der Dinge alles andere als rosig aus.

Dr. Michael Wenger, PolarJournal

Link zur Studie: Wang, K.J., Huang, Y., Majaneva, M. et al. Group 2i Isochrysidales produce characteristic alkenones reflecting sea ice distribution. Nat Commun 12, 15 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-020-20187-z

Mehr zum Thema:

Print Friendly, PDF & Email
error: Content is protected !!

Pin It on Pinterest

Share This