Hohe Quecksilberkonzentration im Schmelzwasser von Grönlands Gletschern | Polarjournal
Das grönländische Eisschild wird trotz des zunehmenden jährlichen Schmelzwasserabflusses in den Ozean und hoher Quecksilberwerte in arktischen Organismen bisher nicht in den arktischen Quecksilberbudgets berücksichtigt. Die Ergebnisse der aktuellen Studie dürften dies ändern. Foto: Dr. Michael Wenger

Der Klimawandel lässt die Eiskappe in Grönland rapide schmelzen, wodurch riesige Mengen an Schmelzwasser in die Fjorde und den Ozean befördert werden. Da dieser Eintrag einen Einfluss auf die Küstenökosysteme hat, untersuchten Forscher in einer aktuellen Studie die Wasserqualität von Schmelzwasserflüssen im südwestlichen Grönland. Unter anderem analysierten sie das Schmelzwasser auf Quecksilber und fanden extrem hohe Konzentrationen des giftigen Schwermetalls.

Quecksilber kommt natürlicherweise als Mineral (Zinnober, HgS) in Gebieten mit ehemaliger vulkanischer Aktivität, in Stein- und Braunkohle sowie in großen Mengen in der gefrorenen Biomasse der Permafrostböden auf der Nordhalbkugel vor, in denen etwa doppelt so viel Quecksilber gespeichert ist wie in allen anderen Böden, der Atmosphäre und den Ozeanen zusammen. Der anthropogene Eintrag von Quecksilber in die Umwelt etwa durch Goldgewinnung und den Betrieb von Kohlekraftwerken oder Zementwerken beträgt ungefähr 30 Prozent der Gesamtemissionen. Quecksilber kann sich in Organismen akkumulieren und im Nahrungsnetz anreichern, meist in Form des Nervengifts Methyl-Quecksilber. Bei großer Quecksilberbelastung kann es zu schwerwiegenden Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit kommen.

Die Proben wurden im südwestlichen Grönland in der Region um Kangerlussuaq entnommen, an Schmelzwasserflüssen, die drei Gletschereinzugsgebiete entwässern. Karte: Hawkings et al. 2021

Die hohen Quecksilberkonzentrationen in den Flüssen und Fjorden, in die Gletscher der grönländischen Eiskappe münden, überraschten Jon Hawkings, Postdoktorand an der Florida State University und dem Deutschen Forschungszentrum für Geowissenschaften und Hauptautor der Studie, und Glaziologin Jemma Wadham, Professorin am Cabot Institute for the Environment der University of Bristol. Die Werte sind vergleichbar mit Konzentrationen in Flüssen im industriellen China. Für die grönländischen Gemeinden, deren Nahrungsmittelversorgung unmittelbar von den Ressourcen des Meeres abhängen, sind dies alles andere als gute Nachrichten. Die Fischerei ist zudem der wichtigste Wirtschaftszweig — Grönland exportiert Kaltwassergarnelen, Heilbutt und Kabeljau.

«Es gibt überraschend hohe Quecksilberwerte im Gletscherschmelzwasser, das wir im Südwesten Grönlands beprobt haben», so Hawkings. «Und das führt dazu, dass wir uns jetzt eine ganze Reihe anderer Fragen anschauen, zum Beispiel, wie dieses Quecksilber möglicherweise in die Nahrungskette gelangen könnte.»

Die oberflächlichen Schmelzwasserflüsse auf dem grönländischen Eisschild fließen durch sogenannte Gletschermühlen in Richtung Gletscherbasis und lösen dort das Sediment und tragen es mitsamt potentieller Giftstoffe in die Flüsse und Fjorde. Foto: Heiner Kubny

Normalerweise liegt die Konzentration von gelöstem Quecksilber in Flüssen zwischen 1 und 10 Nanogramm pro Liter Wasser, was einer salzkorngroßen Menge Quecksilber in einem olympischen Schwimmbecken entspricht. Eine viel höhere Konzentration haben die Wissenschaftler in den untersuchten Gletscherschmelzwasserflüssen in Westgrönland gemessen. Dort lag der Gehalt an gelöstem Quecksilber bei mehr als 150 Nanogramm pro Liter. Noch höher war die Konzentration von partikulärem Quecksilber im sogenannten Gletschermehl — dem Sediment, das Gletscherflüsse milchig aussehen lässt — mit mehr als 2000 Nanogramm pro Liter Flusswasser.
Noch ist nicht bekannt, ob das vom Gletscher stammende Quecksilber weitergetragen wird und seinen Weg in das aquatische Nahrungsnetz findet.

«Wir haben nicht erwartet, dass es dort auch nur annähernd so viel Quecksilber im Gletscherwasser gibt. Natürlich haben wir Hypothesen darüber, was zu diesen hohen Quecksilberkonzentrationen führt, aber diese Ergebnisse haben eine ganze Reihe von Fragen aufgeworfen, auf die wir noch keine Antworten haben.» 

Rob Spencer, Professor für Erd-, Ozean- und Atmosphärische Wissenschaften und Co-Autor der Studie

Wie Jemma Wadham anmerkt, enthüllt ihre Entdeckung, dass Gletscher auch potenzielle Giftstoffe transportieren können, eine besorgniserregend Dimension, wie Gletscher die Wasserqualität und flussabwärts gelegene Gemeinschaften beeinflussen, gerade angesichts des rasant voranschreitenden Klimawandels in Grönland und auf der ganzen Welt.

Die Realität der weltweit schnell schmelzenden Gletscher und Eiskappen — zehn Prozent der Landoberfläche der Erde — umfasst nicht nur den Eisverlust und den Süßwassereintrag, sondern ist weitaus komplizierter und komplexer wie uns die Studienergebnisse eindrücklich verdeutlichen. Wissenschaftler auf der ganzen Welt versuchen daher zu verstehen, wie sich der Temperaturanstieg auf geochemische Prozesse auswirkt. 

«Jahrzehntelang haben Wissenschaftler Gletscher als gefrorene Wasserblöcke wahrgenommen, die nur eine begrenzte Bedeutung für die geochemischen und biologischen Prozesse der Erde hatten», so Rob Spencer. «Aber wir haben in den letzten Jahren gezeigt, dass diese Denkweise nicht wahr ist. Diese Studie unterstreicht weiterhin, dass diese Eisschilde reich an Elementen sind, die für das Leben relevant sind.»

Schwermetalle wie Quecksilber reichern sich im Nahrungsnetz an und können besonders bei großen Tieren, die am oberen Ende stehen, wie den Grönlandwalen, zu Gesundheitsschäden führen. Menschen nehmen Quecksilber und andere Schadstoffe vor allem über den Verzehr von Fischen und Meeresfrüchten auf. Foto: Heiner Kubny

Das internationale Forschungsteam mit Wissenschaftlern aus den USA, Großbritannien, Tschechien, Norwegen, Grönland und den Niederlanden geht in seiner Studie, die im Fachjournal Nature Geoscience veröffentlicht wurde, davon aus, dass das Quecksilber wahrscheinlich aus der Erde selbst stammt, im Gegensatz zum anthropogenen Eintrag beispielsweise durch die Verbrennung fossiler Ressourcen.

«Alle bisherigen Bemühungen den Umgang mit Quecksilber zu regeln, gehen von der Vorstellung aus, dass die steigenden Konzentrationen, die wir im gesamten Erdsystem beobachten, in erster Linie von direkten anthropogenen Aktivitäten, wie der Industrie, stammen», sagt Hawkings. «Aber Quecksilber, das aus klimatisch empfindlichen Umgebungen wie Gletschern stammt, könnte eine Quelle sein, die viel schwieriger zu handhaben ist.»

Julia Hager, PolarJournal

Link zur Studie: Hawkings, J.R., Linhoff, B.S., Wadham, J.L. et al. Large subglacial source of mercury from the southwestern margin of the Greenland Ice Sheet. Nat. Geosci. (2021). https://doi.org/10.1038/s41561-021-00753-w

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