Der Arktische Ozean überschritt einen Nährstoff-Kipppunkt – vielleicht für immer

Dem Arktischen Ozean geht der Nährstoff aus, von dem alles andere abhängt. Nitrat, der Dünger, der mikroskopisches Plankton aufblühen lässt und die Fische, Seevögel und Wale darüber ernährt, nimmt in arktischen Gewässern stetig ab, und eine lange Probenreihe verknüpft diesen Rückgang nun mit dem Verlust von Meereis. Die Forscher beschreiben ein System, das von einem Zustand in einen anderen übergegangen ist und kaum zurückkehren dürfte.

Der Wandel ist kein langsames Verlöschen eines vertrauten Ozeans. Es ist ein Umschlag dessen, was das Leben dort begrenzt. Die Arktis wurde vor allem durch Licht gebremst: Die lange Polnacht deckelte, wie viel Plankton wachsen konnte. Um den Punkt herum, an dem der Eisverlust sich jäh beschleunigte, wechselte die Bremse: Nun geht zuerst das Nitrat aus. Ein durch Licht begrenzter Ozean kann sich erholen, wenn die Sonne zurückkehrt. Ein durch einen schwindenden Nährstoff begrenzter Ozean nicht.

Der Mechanismus stellt die übliche Klimaerzählung auf den Kopf, denn hier lässt das schmelzende Eis das System hungern. Während das Meereis zurückweicht, erreicht Sonnenlicht die flachen Gewässer über den Kontinentalschelfen, die die Arktis umringen und fast die Hälfte ihrer Fläche bedecken. Dieses Licht treibt am Meeresboden einen Vorgang an, der Nitrat in Stickstoffgas umwandelt, das vollständig aus dem Wasser entweicht. Der Nährstoff wird nicht bloß verdünnt oder verlagert. Er wird entfernt.

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Die Belege stammen aus mehr als zwanzig Jahren Meerwasserproben in der Framstraße, dem tiefen Tor zwischen Grönland und Spitzbergen, durch das ein Großteil des Arktischen Ozeans abfließt. Im ausströmenden Wasser sind die Nitratkonzentrationen seit Ende der 2000er-Jahre Jahr für Jahr gesunken, und der Zeitpunkt dieses Rückgangs folgt eng der Beschleunigung des Eisverlusts. Ein einzelnes Jahr könnte Rauschen sein; zwei Jahrzehnte in derselben Richtung sind ein Trend.

Dünnt die Basis des Nahrungsnetzes aus, steigt der Effekt nach oben. Weniger Nitrat heißt weniger Plankton, und weniger Plankton heißt weniger Nahrung für Krill, Fische, Seevögel und Meeressäuger, auf die die Arktis und die Fischereien darüber hinaus angewiesen sind. Dasselbe Plankton zieht zudem Kohlenstoff aus dem Oberflächenozean, sodass eine schwächere Blüte bedeutet, dass die Arktis weniger von jenem Kohlendioxid aufnimmt, das die Erwärmung überhaupt erst antreibt.

Die Deutung stützt sich darauf, dass der Ausstrom einer einzigen Meerenge für einen ganzen Ozean steht, und auf eine Korrelation zwischen sinkendem Nitrat und schrumpfendem Eis, nicht auf ein kontrolliertes Experiment, das niemand an einem ganzen Meer durchführen kann. Der Vorgang am Meeresboden wird aus der Chemie erschlossen, nicht über alle Schelfe hinweg direkt beobachtet. Das Muster ist beständig und lang, doch die vollständige Bilanz, wohin jedes Stickstoffmolekül geht, ist noch nicht geschlossen.

Die Arbeit wurde von Forschern der University of Edinburgh durchgeführt und in der Fachzeitschrift Communications Earth and Environment veröffentlicht. Sie planen nun, die Nährstoffmessungen auf weitere Schelfmeere der Arktis auszudehnen, um zu kartieren, wie weit die Verarmung bereits reicht und wie schnell sie noch voranschreitet.

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