Eisalgen: Grönlands unsichtbare Schmelzbeschleuniger

Auf den schneefreien Flächen von Grönlands Westgletschern blühen jeden Sommer Mikroorganismen, die das Eis dunkel färben: Gletscheralgen. Was nach einer botanischen Fußnote klingt, verändert die Physik eines der größten Eisschilder der Welt. Forschende vom GFZ Helmholtz-Zentrum Potsdam und vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen haben belegt, was Satellitendaten seit Jahren andeuten: Eisalgen verursachen bereits etwa ein Zehntel der Gletscherschmelze an Grönlands Westküste. Mit steigenden Temperaturen gewinnen sie Fläche und Klimamodelle bilden diesen Effekt bisher nicht ab.

Ein Zehntel der Westküstenabschmelze geht auf Algenkonto

Die Zahl kommt aus zwei unabhängigen Studien und ist robust belegt. Forschende unter Beteiligung der Universitäten Sheffield, Bristol und Aberystwyth zeigten in The Cryosphere (2020), dass Algenblüten im Südwesten Grönlands zwischen 10 und 13 Prozent des gesamten Abflusses verursachen: rund 4,4 bis 6 Gigatonnen Wasser pro Jahr, die ohne Algen im Eis geblieben wären. Eine zweite, unabhängige Studie aus dem Max-Planck-Institut in Bremen (Nature Communications, 2025) bestätigte diesen Anteil: „An der Westküste Grönlands wird bereits etwa ein Zehntel des Eises durch diese mikroskopisch kleinen Bewohner zum Schmelzen gebracht.”

In Flächen mit besonders hoher Algenbiomasse ist der lokale Effekt noch stärker: bis zu 26 Prozent schnellere Schmelze gegenüber algalfreiem Eis, zeigen die Daten aus The Cryosphere. Das Gesamtbild ist ein Mosaik aus starker lokaler Beschleunigung und einem messbaren regionalen Durchschnitt, der ein Zehntel der Westküstenschmelze ausmacht.

Warum das Eis verdunkelt: Der Albedo-Effekt

Der physikalische Mechanismus ist einfach. Frisches Eis und Schnee reflektieren 80 bis 90 Prozent des einfallenden Sonnenlichts, sie haben eine hohe Albedo. Algen enthalten dunkle Pigmente und färben die Eisoberfläche graubraun. Damit sinkt die Albedo, mehr Sonnenstrahlung wird absorbiert statt reflektiert, das Eis erwärmt sich stärker und schmilzt schneller.

Die Rückkopplung ist direkt: Je mehr Eis schmilzt, desto größer werden die schneefreien Bereiche, auf denen Algen gedeihen können. Mehr Fläche bedeutet mehr Algenwachstum, mehr Algenwachstum bedeutet mehr Abdunkelung, was wiederum mehr Schmelze auslöst. Zwischen 2000 und 2022 expandierten die algenbesiedelten Flächen auf dem Grönländischen Eisschild jährlich um rund 3.700 Quadratkilometer.

Wie Algen trotz extremer Nährstoffarmut gedeihen

Eine offene Frage war lange, wie Algen auf dem nährstoffarmen Gletschereis überhaupt wachsen können. Das Eis selbst enthält kaum Stickstoff oder Phosphor, die Nährstoffe, die Algen zum Wachsen brauchen. Dr. Laura Halbach und Katharina Kitzinger vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen veröffentlichten im Februar 2025 in Nature Communications die Antwort: Einzelzell-Bildgebung zeigte, dass Gletscheralgen bei der Aufnahme von Stickstoff und Phosphor extrem effizient sind, anders als bisher angenommen. Sie speichern Nährstoffe innerhalb der Zelle in Reservoirs und nutzen damit auch kleinste verfügbare Mengen vollständig aus.

Auf dieser Grundlage erschien 2026 in Nature Communications eine Feldstudie aus Nordwestgrönland mit einem bemerkenswerten Befund: Die Nährstoffmengen, die beim saisonalen Schmelzen aus dem Eis freigesetzt werden, übersteigen die Mengen, die in die Algenbiomasse eingebaut werden. Stickstoff und Phosphor begrenzen das Algenwachstum auf dem Grönländischen Eisschild offenbar nicht. Das bedeutet, die Algen könnten bei wärmeren Temperaturen und größerer Schmelzfläche weiter zunehmen, ohne dass Nährstoffe das Wachstum bremsen.

Phosphor aus dem Fels: Das Nährstoffparadox

Prof. Liane G. Benning vom GFZ Helmholtz-Zentrum Potsdam und Jenine McCutcheon, damals an der University of Leeds, lieferten 2021 in Nature Communications einen weiteren Schlüssel: Der Phosphor, von dem die Algen abhängen, wird nicht von außen angeliefert, sondern kommt aus dem Gletschergestein selbst. Das Eis des Grönländischen Eisschilds enthält eingebetteten Gesteinsstaub, der beim Abtauen Phosphorverbindungen freisetzt. Die Algen erschließen sich damit buchstäblich ihre eigene Nahrungsgrundlage aus dem Eis, das sie abschmelzen.

Das GFZ beschrieb diesen Befund als Erklärung dafür, warum Algenblüten so stabil und reproduzierbar auftreten: Sie sind nicht von externen Nährstoffzufuhren wie Staub oder Meerespray abhängig, sondern haben eine interne, gletscher-eigene Quelle. Mit steigenden Temperaturen schmelzen mehr Eislagen, mehr Gesteinsstaub wird freigesetzt und mehr Phosphor steht den Algen zur Verfügung.

Was Klimamodelle bisher nicht einrechnen

Der Grönländische Eisschild ist eine der größten Quellen des globalen Meeresspiegelanstiegs. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass Grönland pro Jahr etwa 0,7 Millimeter zum Anstieg beiträgt. Wenn Algen ein Zehntel dieser Schmelze verursachen und ihr Flächenanteil mit steigenden Temperaturen zunimmt, ist das eine Größenordnung, die in Klimaprojektionen berücksichtigt werden müsste.

Das Problem: Keines der großen Eisschildmodelle, die für IPCC-Berichte genutzt werden, enthält die Algen-Albedo-Rückkopplung als eigenständigen Faktor. Die Forscher der beteiligten Studien sind sich einig darin, was als nächstes nötig ist: Die Algenentwicklung muss in Klimasimulationen integriert werden, um realistischere Schmelzprognosen zu ermöglichen. Wie viel Meeresspiegelanstieg durch Algen allein auf das Konto geht, lässt sich ohne diese Modellierung nicht quantifizieren. Klar ist, dass die derzeitigen Projektionen ohne sie zu optimistisch sind.