Rätselhaftes Naturphänomen: So entstehen die Blutfälle in der Antarktis
Blood Falls (auch Blutfälle oder Blutstrom) ist der Name eines Ausflusses einer mit Eisenoxid angereicherten Salzwasserfahne, die aus der Zunge des Taylor-Gletschers auf die eisbedeckte Fläche des westlichen Bonneysees im Taylor Valley, einem der Antarktischen Trockentäler in Victorialand, Antarktis, fließt.
Bryan Minnea/dpa- Rätselhaftes Phänomen: Blutrote Wasserfälle am Taylor-Gletscher färben den Bonneysee.
- Ursache ist eisenhaltiges Salzwasser, das aus einem unter dem Gletscher liegenden Reservoir stammt.
- Genetische Analysen zeigen Meeresabstammung vieler Eukaryoten – besonders bei Kieselalgen.
- Mikroorganismen überleben extrem: Zysten und Sporen, etwa bei Chaetoceros socialis.
- Ähnliche Rotfärbungen im Schnee durch Algen wie Sanguina nivaloides, häufig in Alpen beschrieben.
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Es ist ein kurioses Naturphänomen: In der Antarktis stürzen im Endbereich eines Gletschers rote Wasserfälle auf einen vereisten See. Diese Blutfälle - auf Englisch Blood Falls - sind seit mehr als 100 Jahren bekannt und man weiß inzwischen auch, dass die rote Farbe von Eisenoxid stammt. Nun beschreibt ein Forscherteam Hintergründe des Phänomens im Fachjournal „Nature Geoscience“.
Meeresrefugium in einer polaren Wüste
Die großangelegte Analyse von Mikroorganismen in dem Areal stützt die Vermutung, dass die Blutfälle von einem Salzwasserreservoir unter dem Taylor-Gletscher gespeist werden, das einst mit Meerwasser gefüllt wurde. Das Gebiet enthalte „ein seltenes Meeresrefugium in einer polaren Wüste“, wie die Gruppe um Angela Zoumplis von der University of California in San Diego im Fachjournal „Nature Geoscience“ schreibt.
Die Blutfälle sind Ausflüsse am Ende des Taylor-Gletschers nahe dem McMurdo-Sund, der unmittelbar an das Rossmeer grenzt. Ihr Wasser ergießt sich auf den eisbedeckten Bonneysee. In der Zone, in der sich Salz- und Süßwasser mischen, haben demnach viele Kleinstlebewesen besondere Fähigkeiten entwickelt, um mit den wechselnden Umweltbedingungen zurechtzukommen.
Genetische Analysen bestimmten diverse Kleinstlebewesen
Fachleute vermuteten bereits vorher, dass vor Jahrmillionen, als es kaum Polareis gab und der Meeresspiegel deutlich höher lag als heute, Meerwasser in das beckenförmige Tal eindrang, das unter dem heutigen Taylor-Gletscher liegt.
Als es kälter wurde und der Meeresspiegel sank, schob sich der Taylor-Gletscher über dieses Meerwasserreservoir, das nicht ablaufen konnte. In der sommerlichen Schmelzperiode kommt es zu den Ausflüssen an den Blutfällen, die sich mit dem Süßwasser aus den umliegenden Gletschern mischen.
Die Experten nahmen insgesamt 167 Proben von den Blutfällen und ihrer Umgebung. Durch genetische Analysen bestimmten die Forscher dann diverse Kleinstlebewesen aus verschiedenen Gruppen wie unter anderem Dinoflagellaten, Wimperntierchen und Kieselalgen (Diatomeen).
„Einzigartige physikalische Umgebung“
Im Bereich der Blutfälle ging die Abstammung insbesondere vieler Eukaryoten - also Einzeller mit Zellkern - auf Meereslebewesen zurück, etwa bei den Kieselalgen. Bei manchen anderen Gruppen war das weniger der Fall, sie wurden etwa durch Winde in das Areal eingetragen.
„Der Endbereich des Taylor-Gletschers bietet eine einzigartige physikalische Umgebung, in der das Sediment - zusätzlich zu Gletscher-Schmelzwasser - sporadisch durch eisenreiches Meerwasser durchfeuchtet wird“, schreibt das Team.
Überleben in extremer Umgebung
Etliche Mikroorganismen, die an den Blutfällen leben, weisen demnach Stadien im Lebenszyklus auf, die es ihnen erlauben, in der extremen Umgebung zu überleben: etwa als Zysten und als Sporen. So kann die Meeres-Kieselalge Chaetoceros socialis von einer aktiven Zelle in ein Sporenstadium wechseln, das mindestens neun Monate lang lebensfähig bleibt.
Die Studie zeige auf, wie vergangene Umweltveränderungen heutige Ökosysteme prägten, schreibt das Forscherteam. Daraus könnten auch Erkenntnisse zur künftigen Gefährdung der Polarregionen abgeleitet werden.
Algen färben Schnee blutrot
Auch in Grönland und Alaska, selbst in den Alpen, gibt es ähnliche Phänomene. Verursacher der Rotfärbung sind ebenfalls Mikroorganismen wie die Algenart Chlamydomonas nivalis. Sie gedeihen nicht nur in Seen, sondern auch in Schnee, wie Forscher im Fachmagazin „Proceedings“ der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften („PNAS“) schreiben. Die Blüten können je nach Algenart verschiedene Farben bilden - etwa rosarot bis karminrot, braun oder grün.
Blutschnee bei auf 2500 Meter bei Vanoise in den französischen Alpen.Foto: dpa/Thomas Pauze
dpa/Thomas PauzeIn den Alpen geht das Phänomen demnach auf die Grünalge Sanguina nivaloides zurück, die im Frühjahr und Sommer rote Pigmente bildet. Dies geschieht vornehmlich in Hochgebirgen während der Sommermonate.
Ohne den Verursacher biologischen Ursprungs zu kennen, wurde Blutschnee bereits von dem griechischen Philosophen und Naturforscher Aristoteles in der Antike und den Wikingern im Mittelalter beschrieben.
Was macht Schneealgen so besonders?
Die schneebewohnenden Grünalgen werden aufgrund ihrer physiologischen Anpassung an Kälte und Frost als Psychrophile bezeichnet und der Kryoflora zugerechnet. Sie sind also bestens an den Lebensraum Schnee und Gletscher angepasst.
Die Algen besiedeln hauptsächlich älteren Schnee, insbesondere in Klimaregionen, in denen Schnee und Eis länger erhalten bleiben wie den Polar- und Hochgebirgsregionen. Häufig ist das Phänomen demnach in den nördlichen französischen Alpen, im Berner Oberland und im Wallis sowie – in geringerem Ausmaß – in Österreich im Ötztal und in den Hohen Tauern.
„Flüssiges Wasser im Schnee ist für die Algen aus zwei Gründen nötig“, erläutern die Experten. „Erstens werden beim Schmelzen von Schnee Nährstoffe frei. Zweitens wird davon ausgegangen, dass Schneealgen-Arten, darunter Sanguina nivaloides, während eines beweglichen Geißel-Zellstadiums in dem Wasser migrieren.“
Wichtig scheint auch zu sein, dass der Boden nicht permanent gefroren ist. Das passt zu der Beobachtung, dass Blutschnee in den Alpen oberhalb von 3000 Metern Höhe nur selten vorkommt. (mit dpa-Agenturmaterial, Stefan Parsch)