Krill spielt zentrale Rolle bei Kohlenstoffspeicherung — Plastik stört diesen Prozess
Die Plastikverschmutzung im Südlichen Ozean könnte dafür verantwortlich sein, dass Kohlenstoff, der von Antarktischem Krill gebunden wird, nicht mehr so effektiv in die Tiefe transportiert wird. Dies hätte Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf und somit auf die globale Erwärmung.
Der wenige Zentimeter große Antarktische Krill ist unverzichtbar im Südlichen Ozean und im gesamten Erdsystem: Er ist nicht nur die Schlüsselkomponente im antarktischen Nahrungsnetz, von dem Fische, Seevögel, Pinguine, Wale und Robben abhängen, sondern nimmt auch im Kohlenstoffkreislauf eine zentrale Rolle ein:
Krill sorgt dafür, dass Kohlenstoff in die Tiefe des Ozeans transportiert und dort für lange Zeit gespeichert wird — ein bedeutender Aspekt in Zeiten der globalen Erwärmung. Der aus der Atmosphäre stammende Kohlenstoff wird zunächst vom pflanzlichen Plankton durch Photosynthese gebunden. Dieses Phytoplankton wiederum ist die Nahrungsgrundlage für Krill.
Werden die verdauten einzelligen Algen vom Krill ausgeschieden, sinkt der aufgenommene Kohlenstoff in Form unzähliger Kotpellets in die Tiefe. Auch jeder zu klein gewordene Chitinpanzer, den der ständig wachsende Krill regelmäßig alle zwei bis drei Wochen über seine gesamte Lebensdauer (bis zu sechs Jahren) abwirft, transportiert Kohlenstoff in größere Tiefen. Dieser gesamte Prozess, der Kohlenstoff aus der Atmosphäre in die Tiefsee befördert, wird als «biologische Kohlenstoffpumpe» bezeichnet.
Krill kommt im Südlichen Ozean in riesigen Schwärmen mit bis zu 30 Billionen Individuen massenhaft vor — seine gesamte Biomasse entspricht in etwa der aller Menschen auf der Erde —, und leistet damit ebenso wie Mangroven oder Seegraswiesen einen entscheidenden Beitrag zur Speicherung des Kohlenstoffs. Dieser wird auch als «blauer Kohlenstoff» bezeichnet, da er von Meeresorganismen gebunden wird.
Einer aktuellen Studie zufolge, die im September 2024 in Nature Communications veröffentlicht wurde, bindet Krill mindestens 20 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr, die für mindestens 100 Jahre im Ozean gespeichert und so dem Kreislauf vorübergehend entzogen werden.
«Diese Studie zeigt, wie wir als Menschen mit einem kleinen Lebewesen an einem abgelegenen Ort verbunden sind. Wir profitieren davon, dass es Kohlenstoff abbaut, aber wir beeinflussen es auch durch unser eigenes Handeln, das den Klimawandel vorantreibt», sagt Dr. Simeon Hill, Forscher am British Antarctic Survey und Co-Autor der Studie, in einer Pressemitteilung des Imperial College London.
In einer weiteren neuen Studie, die im November in der Fachzeitschrift Marine Pollution Bulletin erschien, fand ein britisch-italienisches Forschungsteam jedoch heraus, dass der Kohlenstoffexport mittels der Krill-Kotpellets durch die Plastikverschmutzung im Südlichen Ozean behindert werden könnte.
«Krill ist ein wichtiger Bestandteil des Nahrungsnetzes im Südpolarmeer und steht auf dem Speiseplan von Pinguinen, Robben und Walen. Wir hatten bereits Plastikverschmutzung in Antarktischem Krill aus dem Südlichen Ozean gefunden», erklärt Clara Manno, Meeresökologin am British Antarctic Survey und Hauptautorin der Studie, in einer Pressemitteilung des BAS. «Aber zum ersten Mal haben wir Beweise dafür, dass die Plastikverschmutzung die Fähigkeit der Krillausscheidungen, Kohlenstoff in die Tiefsee zu transportieren und zu speichern, um mehr als ein Viertel verringert — das ist enorm! Jetzt können wir sehen, dass die Plastikverschmutzung die natürliche Rolle stört, die der Ozean und Klimahelden wie der Krill beim Ausgleich des globalen Kohlenstoffkreislaufs spielen.»
Die Forscherinnen stellten im Laborexperiment fest, dass die Kotpellets in Meerwasser, das mit Nanoplastik — winzigen Kunststoffpartikeln, die weniger als ein Hundertstel des Durchmessers eines menschlichen Haars messen — versetzt war, von Bakterien schneller abgebaut wurden als in reinem Meerwasser.
Dies bedeutet, dass die Menge an Kohlenstoff, die mit den Kotpellets in die Tiefsee befördert wird, bei Anwesenheit von Plastik um 27 Prozent oder 5,5 Millionen Tonnen pro Fortpflanzungssaison reduziert sein könnte. Stattdessen würde ein größerer Anteil Kohlenstoff nahe der Wasseroberfläche im Kohlenstoffkreislauf verbleiben. Die biologische Kohlenstoffpumpe wäre somit weniger effektiv.
«Nanoplastik ist für das menschliche Auge unsichtbar, aber es kann große Auswirkungen auf die Umwelt haben. Die Erkenntnis, dass nicht nur die Tiere selbst betroffen sind, sondern auch ihre positive Rolle bei der Abschwächung des Klimawandels, unterstreicht die Notwendigkeit globaler Maßnahmen zur Bekämpfung der Plastikverschmutzung», sagt Emily Rowlands, Meeresökologin am British Antarctic Survey und Co-Autorin der Studie.
Krill wird bereits durch die Erwärmung und die Versauerung des Ozeans sowie die Fischerei negativ beeinflusst, mit Folgen für den Kohlenstoffkreislauf. Daher betonen die Autorinnen, dass es ebenso wichtig ist, die Auswirkungen der Plastikverschmutzung in der internationalen Politik zur Eindämmung des Klimawandels und zur Anpassung daran zu berücksichtigen.
Julia Hager, Polar Journal AG
