Arktis überschreitet chemischen Kipppunkt: Nitratverlust bedroht die gesamte marine Nahrungskette

Das schwindende Meereis der Arktis hat offenbar einen Schwellenwert überschritten, von dem es kaum mehr eine Rückkehr gibt.

Zu diesem Schluss kommt eine neue Studie der University of Edinburgh, die über 20 Jahre Messdaten aus der Framstrasse ausgewertet hat, dem Meereskorridor zwischen Grönland und Spitzbergen, durch den arktisches Wasser in den Atlantik fliesst.

Im Mittelpunkt der Untersuchung steht Nitrat: ein Nährstoff, der für Plankton lebensnotwendig ist. Plankton wiederum bildet die Basis jeder marinen Nahrungskette. Ohne ausreichend Plankton fehlt Fischen, Seevögeln, Robben und Walen die Nahrungsgrundlage.

Mehr Licht, weniger Nährstoffe

Lange gingen Forschende davon aus, dass weniger Eis dem arktischen Ökosystem zugutekommen könnte: Mehr Sonnenlicht im Wasser fördere das Algenwachstum. Doch genau dieser Effekt kehrt sich ins Gegenteil. Die Messdaten zeigen einen deutlichen Wandel ab etwa 2009: Seitdem sinkt die Nitratkonzentration im Wasser kontinuierlich, zeitgleich mit der beschleunigten Eisschmelze.

Der Mechanismus dahinter ist bekannt als «benthische Denitrifikation»: Grössere Algenblüten entstehen durch das zusätzliche Sonnenlicht, sterben ab und sinken auf den Meeresboden. Beim Zersetzen durch Mikroben wird Sauerstoff verbraucht. In diesen sauerstoffarmen Zonen wandeln spezialisierte Mikroorganismen Nitrat in Stickstoffgas um, das dauerhaft aus dem Ökosystem verschwindet. Besonders betroffen sind flache Küstenregionen, die fast die Hälfte des Arktischen Ozeans ausmachen.

Folgen für Fische, Wale und das Klima

In nährstoffarmen Gewässern setzen sich kleinere Planktonarten durch, die weniger Energie für grössere Tiere in der Nahrungskette liefern. Das könnte mittelfristig Fischbestände, Seevögel, Robben und Wale im Nordatlantik empfindlich treffen, und damit auch die kommerzielle Fischerei.

Studienleiter Raja Ganeshram spricht deshalb von einem möglichen «Kipppunkt» im arktischen Ökosystem. Die Folgen reichen aber noch weiter: Plankton nimmt beim Wachstum CO2 aus der Atmosphäre auf. Weniger Plankton bedeutet eine geschwächte natürliche Klimabremse im Arktischen Ozean, gerade dort, wo der Klimawandel bereits am schnellsten voranschreitet.

Kaum umkehrbar

Was die Studie besonders beunruhigend macht: Solange das Meereis weiter verschwindet, dürfte sich diese Entwicklung nicht mehr rückgängig machen lassen. Die Arktis scheint sich dauerhaft von einem lichtlimitierten zu einem nährstofflimitierten Ökosystem zu verwandeln. Das ist eine grundlegende Verschiebung mit unabsehbaren Konsequenzen für Wildtiere, Fischerei und das globale Klima.