Meeresmodell zeigt: Antarktis ist anfällig für invasive Arten, die auf Plastik- und organischen Abfällen mitreisen

Neue ozeanografische Modelle zeigen, dass die einzigartigen Ökosysteme der Antarktis durch die Ankunft nichtheimischer Meeresarten und durch Meeresverschmutzung von den Landmassen der südlichen Hemisphäre bedroht sein könnten.

In einer Studie veröffentlicht heute in Biologie des globalen WandelsWissenschaftler der UNSW Sydney, ANU, der University of Otago und der University of South Florida gehen davon aus, dass schwimmende Objekte aus mehr Quellen in die antarktischen Gewässer gelangen können als bisher angenommen.

„Die zunehmende Menge an Plastik und anderen vom Menschen verursachten Abfällen in den Ozeanen bedeutet, dass es für die Biota potenziell mehr Möglichkeiten gibt, die Antarktis zu erreichen“, sagt die Hauptautorin Dr. Hannah Dawson, die die Studie im Rahmen ihrer Promotion an der UNSW abgeschlossen hat und jetzt an der University of Tasmania arbeitet.

Nichtheimische Arten – darunter eine Reihe kleiner wirbelloser Meerestiere – können die Antarktis erreichen, indem sie auf schwimmenden Objekten wie Seetang, Treibholz, Bimsstein und Plastik mitschwimmen. Bisher dachten Wissenschaftler, diese Arten würden nur von abgelegenen und unbewohnten Inseln im Südpolarmeer treiben. Diese neue Forschung legt jedoch nahe, dass sie die antarktische Küste von allen südlichen Kontinenten aus erreichen können.

„Wir wussten, dass Seetang von subantarktischen Inseln wie den Macquarie- und Kergueleninseln in die Antarktis gelangen kann, aber unsere Studie legt nahe, dass schwimmende Objekte die Antarktis auch von viel weiter nördlich gelegenen Inseln aus erreichen können, beispielsweise aus Südamerika, Neuseeland, Australien und Südafrika“, sagt Dr. Dawson.

Co-Autor Professor Crid Fraser von der University of Otago sagt, dass Kelp dem marinen Ökosystem der Antarktis einen doppelten Schlag versetzen könnte.

„Südlicher Seetang und Riesentang sind sehr groß – oft über 10 m lang – und bilden einen waldähnlichen Lebensraum für viele kleine Tiere, die sie auf den langen Floßfahrten in die Antarktis mitnehmen können“, sagt sie. „Wenn sie die Antarktis besiedeln, könnten sich die dortigen Meeresökosysteme dramatisch verändern.“

Modellierung des Südpolarmeers

Anhand modellierter Daten zu Oberflächenströmungen und Wellengang aus den Jahren 1997 bis 2015 verfolgte das Team die Bewegung von schwimmendem Treibgut von verschiedenen Landquellen in der südlichen Hemisphäre in Richtung Antarktis und gewann so wertvolle neue Erkenntnisse zur Häufigkeit und den Wegen der Meeresverbreitung.

„Wir konnten analysieren, wie häufig diese Rafting-Verbindungen sind, indem wir Ausbreitungswege über 19 Jahre hinweg unter unterschiedlichen ozeanografischen Bedingungen simulierten“, sagt ANU-Co-Autorin Dr. Adele Morrison.

„Wir haben festgestellt, dass in jedem der simulierten Jahre Floßobjekte die antarktische Küste erreichten. Es scheint einen ständigen Bombardement mit allem zu geben, was schwimmt – sei es Seetang oder eine Plastikflasche.“

Dr. Dawson vergleicht den Computermodellierungsprozess mit dem Spiel „Poohsticks“ aus dem Kinderbuchklassiker Winnie the Pooh.

„Stellen Sie sich vor, Sie werfen einen Stock in einen Fluss und laufen dann flussabwärts, um zu sehen, wo er landet – im Wesentlichen machen wir das mit unserer Modellierung, indem wir anstelle eines Flusses simulierte Meeresströmungen verwenden“, sagt Dr. Dawson.

„Wir haben Millionen virtueller Partikel – die Driftobjekte darstellen – von jeder der Quelllandmassen freigesetzt und ihre Flugbahnen anhand von 19 Jahren geschätzter Meeresströmungen und Oberflächenwellen modelliert. Nachdem wir die Simulationen durchgeführt hatten, konnten wir sehen, wo sie wahrscheinlich landen würden.

„Die kürzeste Zeit, die Partikel brauchten, um die antarktische Küste zu erreichen, kam von der Macquarieinsel südlich von Neuseeland. Manche von ihnen kamen in knapp neun Monaten an. Im Durchschnitt hatten die aus Südamerika freigesetzten Objekte die längste Reisedauer“, sagt sie.

Wärmeres Wasser

Die Forschung gibt auch Aufschluss darüber, welche Regionen der antarktischen Küste am stärksten durch die Einwanderung nichtheimischer Arten gefährdet sind.

„Die meisten dieser Flöße erreichen die Spitze der Antarktischen Halbinsel, eine Region mit relativ warmen Meerestemperaturen und oft eisfreien Bedingungen. Diese Faktoren machen es zu einem wahrscheinlichen Gebiet, in dem sich nichtheimische Arten zuerst ansiedeln“, sagt Matthew England, Professor an der UNSW Scientia und Mitautor der Studie.

Der dramatische Rückgang des antarktischen Meereises in den letzten Jahren macht diese Rafting-Verbindungen besonders besorgniserregend.

„Meereis ist sehr rau und stellt daher für viele nichtheimische Arten eine Barriere dar, die sie daran hindert, sich erfolgreich rund um die Antarktis anzusiedeln“, sagt Dr. Dawson.

„Wenn der jüngste Rückgang des antarktischen Meereises anhält, könnte es für Lebewesen, die an der Oberfläche schwimmen oder an schwimmenden Objekten haften, leichter werden, den Kontinent zu besiedeln, was große Auswirkungen auf die Ökosysteme haben könnte.“