Jeden Sommer, wenn sich das Meereis rund um die Antarktis zurückzieht, strömen Zehntausende von Touristen und Wissenschaftlern mit Booten und Flugzeugen zur Landmasse. Der abgelegene Kontinent wird immer zugänglicher – in der Saison 2019/20 erreichte die Zahl der Sightseeing-Besucher 74.000, von denen die überwiegende Mehrheit mit dem Schiff reist. Die wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Kontinent sind ebenfalls bedeutend, mit mehr als 70 Forschungsstationen, die gemeinsam untergebracht sind Tausende von Forschern.
Diese Aktivität, die voraussichtlich in Zukunft zunehmen wird, hinterlässt einen physischen Fußabdruck bleibende Folgen. Beim Versuch, einen der letzten (fast) ungestörten Orte der Erde zu studieren oder zu bestaunen, hat der Mensch einen wachsenden Einfluss, der gemessen und quantifiziert werden kann.
Unter dem Antarktisvertrag sind touristische und wissenschaftliche Betreiber zur Abfallentsorgung erforderlich vom Kontinent. Müll und menschliche Ausscheidungen werden vom Kontinent geflogen oder verschifft, um sie in wärmeren Breiten zu entsorgen. Aber einige Abfallarten lassen sich nicht so einfach vom Kontinent vertreiben. Alle Aktivitäten in der Antarktis – seien es angetriebene Bohrer für wissenschaftliche Eiskernbohrungen oder Fahrzeuge für den Transport – verbrennen Treibstoff. Wenn wir Kraftstoff verbrennen, um uns warm zu halten oder uns fortzubewegen, setzen unsere Aktivitäten mikroskopisch kleine Partikel von „schwarzer Kohlenstoff“ (Rauch und Ruß).
Anderswo auf der Welt wird Ruß in enormen Mengen durch Waldbrände und menschliche Aktivitäten freigesetzt. Er legt große Entfernungen zurück – der Ruß der australischen Buschbrände in den Jahren 2019-20 ist weit gereist um die Welt. Doch in der Antarktis, die durch eine starke „Barriere“ zirkumpolarer Winde vom Rest der Welt isoliert ist, sind die Quellen von Ruß typischerweise eher lokal begrenzt.
Neue Forschung in der Zeitschrift Naturkommunikation hat den Rußgehalt im Schnee in der Nähe menschlicher Siedlungen umfassend quantifiziert. Die Wissenschaftler sammelten zunächst Proben von 28 Orten auf einer 2.000 km langen Strecke des am meisten bereisten Abschnitts der Antarktis, der sich von der Antarktischen Halbinsel bis ins Innere der westantarktischen Eisdecke erstreckt.
Durch die Analyse der Menge und Art der lichtabsorbierenden Partikel in Schneeproben dokumentieren die Forscher, wie der vom Menschen emittierte Ruß die Eigenschaften des antarktischen Schnees in der Nähe von stark frequentierten Gebieten beeinflusst.
Die Proben wurden durch Filter geleitet und auf ihre optischen Eigenschaften analysiert, um die Menge und Art der Partikel zu identifizieren. Im antarktischen Schnee gibt es viele Arten von Verunreinigungen, die Licht absorbieren, wenn auch in winzigen Mengen – der Hintergrundgehalt an Ruß im antarktischen Schnee beträgt etwa 1 Nanogramm (ein Milliardstel Gramm) pro Gramm Schnee.
Um zwischen Staub und Ruß zu unterscheiden, verwendeten die Forscher den „Angström-Exponenten“. Einfach ausgedrückt, kleinere Partikel absorbieren ein größeres Lichtband als größere – so dass die Art der Partikel in den Schneeproben aus der Wechselwirkung der gefilterten Partikel mit Licht im Labor abgeleitet werden könnte.
Alle Proben aus nahegelegenen menschlichen Siedlungen zeigten Rußgehalte, die weit über den typischen antarktischen Hintergrundwerten lagen, ein klares Zeichen menschlicher Emissionen. Erhöhte Rußwerte beeinflussen, wie Schnee Licht absorbiert, eine Eigenschaft, die als „Albedo“ bekannt ist. Schnee mit einer niedrigeren Albedo schmilzt schneller. Infolgedessen könnte der Rußgehalt in den gesammelten Schneeproben verwendet werden, um zu schließen, ob die Schneeschmelzraten aufgrund menschlicher Aktivitäten gestiegen sein könnten.
Wissenschaftler emittieren pro Kopf sogar mehr als Touristen
Die Ergebnisse sind ernüchternd. In betroffenen Gebieten in der Nähe menschlicher Siedlungen auf der Antarktischen Halbinsel kann der vom Menschen produzierte Ruß dazu führen, dass der Oberflächenschnee jeden Sommer um bis zu 23 mm schmilzt. Bei der speziellen Untersuchung der touristischen Aktivitäten berechnen die Autoren, dass jeder Besucher zwischen 2016 und 2020 effektiv etwa 83 Tonnen Schnee schmolz, was hauptsächlich auf die Emissionen von Kreuzfahrtschiffen zurückzuführen ist.
Wissenschaftliche Aktivitäten sind nicht ausgenommen – tatsächlich tragen wissenschaftliche Forschungsstationen durch den Betrieb von kraftstoffintensiven Geräten und Fahrzeugen, manchmal das ganze Jahr über, zu einer um eine Größenordnung höheren Schneeschmelzrate pro Kopf bei.
Diese Forschung bestätigt ähnliche Studien an anderer Stelle über die Rolle von Rußemissionen bei der Beschleunigung der Eis- und Schneeschmelze. Beispielsweise wurde festgestellt, dass Brände im Amazonas-Regenwald die Schmelzrate der Gletscher in den Anden erhöht haben. In der Antarktis spiegelt die Dokumentation von Ruß in der Nähe von Siedlungen andere Forschungen über mikroskopische Verschmutzung wider, wie z. B. Mikroplastik, das darin gefunden wird Meeres-Eis und Pinguine. Diese Ergebnisse zeigen, dass menschliche Einflüsse weitreichender und heimtückischer sein können, als es aus der Ferne erscheint.
Mit zunehmender menschlicher Aktivität in der Antarktis werden auch die Begleiterscheinungen zunehmen. Die Erforschung dieser realen und potenziellen Schäden liefert wichtige Informationen darüber, wie sie am besten gemildert oder ganz vermieden werden können. Um Schäden für Wildtiere und die Umwelt zu minimieren, müssen wir sicherstellen, dass sowohl Forschung als auch Tourismus sorgfältig verwaltet werden.
Raúl R. Cordero et al, Black Carbon Footprint of Human Presence in Antarctica, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28560-w
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