„Indem Meereis als essentieller Lebensraum betrachtet wird… anstatt als leblose leere Oberfläche, wird sein Verlust als Folge der Erwärmung zu einer erstaunlichen Aussicht.“ - Eric Post
Wie könnten die ökologischen Gemeinschaften in der Arktis angesichts des tiefsten Punkts des Meereises seit 1500 Jahren von dessen anhaltendem und sogar beschleunigtem Schmelzen in den nächsten Jahrzehnten betroffen sein? In einem Übersichtsartikel in der Zeitschrift Science, der am 2. August 2013 veröffentlicht wird, setzen sich Eric Post, Professor für Biologie an der Penn State University, und ein internationales Wissenschaftlerteam mit dieser Frage auseinander, indem sie die Beziehungen zwischen Algen, Plankton, Walen und Landtieren untersuchen wie Karibus, Polarfüchse und Walross; sowie die Auswirkungen der menschlichen Erforschung bisher unzugänglicher Teile der Region.
Gebirgstundra von Westgrönland nahe dem Inlandeisschild. Bildnachweis: Jeff Kerby, Eric Post Labor, Penn State University
"Unser Team hat sich zum Ziel gesetzt, den Dominoeffekt des Meereisverlusts bei Meerestieren sowie bei an Eis angrenzenden Landbewohnern zu untersuchen", sagte Post. „Das arktische Meereis sollte als Biom oder Ökosystem betrachtet werden, und die Auswirkungen des Schmelzens und Erwärmens auf Mikroorganismen, die in diesem Biom unter Eis leben, haben bereits viel Aufmerksamkeit erhalten. Die Tiere, die in der Nähe des Eises leben, spüren wahrscheinlich auch die Auswirkungen. “
Nach Angaben von Post wird das Meereis nach dem Erreichen seines Rekordtiefs im August 2012 voraussichtlich weiterhin mit zunehmender Geschwindigkeit schmelzen. "Während des gesamten Zeitraums, den der Rekord umfasst, ist das arktische Meereis um mehr als 86.000 Quadratkilometer pro Jahr zurückgegangen - ein Raum, der etwas größer ist als der Bundesstaat South Carolina", sagte Post. "Dies ist ein Gebiet, das für viele Arten ein kritischer Lebensraum ist, und die Verlustrate nimmt zu."
Post fügte hinzu, dass eine Beschleunigung dieser Rate wahrscheinlich teilweise auf den Verlust von Albedo zurückzuführen ist - der weißen Oberfläche, die von Eis bereitgestellt wird, das das Sonnenlicht reflektiert - und dadurch einen Kühleffekt verursacht. Die hohe Albedo von Eis, so fügte Post hinzu, wird durch eine viel weniger reflektierende, dunklere Oberfläche von offenem Wasser ersetzt - und der Effekt wird beschleunigt, die Erwärmung und damit das Schmelzen beschleunigt.
"Indem Meereis als wesentlicher Lebensraum und Substrat für wichtige Artenwechselwirkungen und nicht als leblose leere Oberfläche betrachtet wird, wird sein Verlust als Folge der Erwärmung zu einer erstaunlichen Aussicht", betonte Post.
Der Dominoeffekt von Meereisschmelzen bei Landtieren könnte laut Post auf folgende Weise durch eine Störung der Nahrungskette verursacht werden: Meereisalgen und Subeis-Plankton, die zusammen 57 Prozent der gesamten jährlichen biologischen Aktivität ausmachen Die Produktion im Arktischen Ozean ist bereits unmittelbar vom Schmelzen des Meereises betroffen, da der Eisverlust eine signifikante Veränderung der Blütezeiten dieser Organismen auslöst. In ähnlicher Weise wird Land, das an Gebiete mit Meereisverlust angrenzt, von der Küste an eine erhebliche Erwärmung der Oberfläche erfahren, was sich auf die Bodenbedingungen und das Pflanzenwachstum auswirkt. Während wirbellose Meerestiere wie Zooplankton, die sich bereits von Algen und Phytoplankton im Meer ernähren, betroffen sind, gehen Post und seine Kollegen in ihrem Übersichtsartikel davon aus, dass größere Landtiere wie Karibus ihre landbewohnenden Nahrungsquellen gestört finden könnten Auch aufgrund von Temperaturänderungen, die die Pflanzengemeinschaften im Landesinneren betreffen.
Karibukalb in Westgrönland. Bildnachweis: Jeff Kerby, Eric Post Labor, Penn State University
"Eine Änderung der Bevölkerungsmischung könnte eine weitere indirekte Auswirkung des Abschmelzens von Meereis sein", sagte Post. Er erklärte, dass Populationen von Wölfen und Polarfüchsen, die derzeit nur im Sommer isoliert sind, noch isolierter werden könnten: Ein längerer Zeitraum ohne Eis, der das Reisen zwischen Populationen fördert, könnte zu einem Rückgang der Kreuzungen führen.
Bei anderen Arten könnte der Effekt des Meereisverlusts jedoch genau umgekehrt sein: „Wir wissen, dass Meereis bei einigen Arten als Hindernis für die Vermischung fungiert“, erklärte Post. "Eisverlust und eine Verlängerung der eisfreien Jahreszeit werden wahrscheinlich die Vermischung der Populationen verstärken und die genetische Differenzierung verringern." Post erklärte, dass zum Beispiel bereits beobachtet wurde, dass Eis- und Grizzlybären hybridisierten, weil Eisbären jetzt mehr Zeit verbringen an Land, wo sie Kontakt mit Graubären haben.
Eine solche Vermischung der Populationen gebe zwar nicht unbedingt Anlass zur Sorge, könne jedoch zu drastischen Veränderungen der Krankheitsdynamik führen. Beispielsweise könnte eine Population, die gegenwärtig Wirt eines bestimmten Pathogens ist, diesen Pathogen zu einer anderen, zuvor nicht exponierten Population befördern. "Darüber hinaus wird eine Abnahme des Meereises im arktischen Kanada wahrscheinlich den Kontakt zwischen Arten der östlichen und westlichen Arktis verstärken und die Vermischung von Krankheitserregern fördern, die zuvor isoliert wurden", sagte Post. „Zum Beispiel befällt das Phocine Staupe Virus (PDV) derzeit Robben in der östlichen Arktis. Wenn sich diese Robben jedoch mit den westlichen Seehunden vermischen, kann das Virus andere, naive Populationen erreichen. “
Polarfuchs. Bildnachweis: Jeff Kerby, Eric Post Labor, Penn State University
Darüber hinaus könnte die bloße Ansammlung von Tieren in Küstengebieten als Rückzugsgebiete für Meereis die Gesundheit und Vitalität einiger Arten, insbesondere des Walrosses, gefährden, erklärte Post. "Walrosse sind benthische Futtertröge", sagte Post, "was bedeutet, dass sie auf die Nahrungssuche spezialisiert sind, die nur in seichten Gewässern vorkommt. Sie nutzen auch den Rand des Meereises, um sich auszuruhen und während der Nahrungssuche abzutauchen. Während das Meereis schmilzt und sich sein Rand von der Küste zurückzieht, befindet es sich jedoch über tieferem Wasser. Infolgedessen wurde beobachtet, dass Walrosse die sich zurückziehende Eiskante verlassen und sich entlang der Küsten versammeln, von wo aus sie versuchen können, den Zugang zu seichtem Wasser aufrechtzuerhalten. Dieses Verhalten erhöht jedoch die lokale Dichte der Tiere bei solchen „Transporten“ und kann die Übertragung von Krankheitserregern fördern sowie dazu führen, dass junge Tiere mit Füßen getreten werden. “
Post fügte hinzu, dass eine bessere Zugänglichkeit früher abgelegener Teile der Arktis für die Erforschung durch Menschen eine weitere unerwartete Folge des Meereisverlustes sein könnte. "Der Rückzug von Meereis, längere eisfreie Jahreszeiten und der Verlust von Meereis werden voraussichtlich die Entwicklung von Schifffahrtswegen und den Schiffsverkehr in Gebieten fördern, die früher eher unzugänglich waren", sagte Post. „Dieser verbesserte Zugang zu den Meeren wird wahrscheinlich die Erkundung von Mineralien und Erdöl in der Arktis beschleunigen, was wiederum Auswirkungen auf Land- und Meerestiere haben könnte. zum Beispiel Grindwale und pazifisches Walross. “
Über Eberly College of Science