Laut einer Analyse von Satellitendaten über künstliches Licht in der Nacht waren im Jahr 2013 mehr als 800.000 km2 der Arktis von menschlichen Aktivitäten betroffen. Im Durchschnitt sind 85 % der lichtverschmutzten Flächen auf industrielle Aktivitäten und nicht auf Stadtentwicklung zurückzuführen. Laut dem internationalen Team unter der Leitung von UZH-Forschenden sind die Ergebnisse entscheidend für die nachhaltige Entwicklung und den Naturschutz in dieser besonders gefährdeten Region.
Die Arktis ist von einem starken Klimawandel bedroht: Die Durchschnittstemperatur ist seit 1979 um etwa 3°C gestiegen – fast viermal schneller als der globale Durchschnitt. Die Region um den Nordpol beherbergt einige der fragilsten Ökosysteme der Welt und erlebt seit Jahrzehnten nur geringe anthropogene Störungen.
Die Erwärmung hat die Zugänglichkeit von Land in der Arktis verbessert und die industrielle und städtische Entwicklung gefördert. Zu verstehen, wo und welche Art menschlicher Aktivitäten stattfinden, ist der Schlüssel zur Gewährleistung einer nachhaltigen Entwicklung in der Region – sowohl für die Menschen als auch für die Umwelt. Bisher fehlte eine umfassende Bewertung dieses Teils der Welt.
Mehr als 5 % der Arktis weisen Anzeichen menschlicher Aktivität auf
Ein internationales Forschungsteam um Gabriela Schaepman-Strub vom Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der Universität Zürich (UZH) hat diese Frage nun beleuchtet. Zusammen mit US-Kollegen der NASA und der University of Wisconsin-Madison nutzten die UZH-Forschenden von Satelliten beobachtete Daten des nächtlichen künstlichen Lichts, um die Hotspots und die Entwicklung menschlicher Aktivitäten in der Arktis von 1992 bis 2013 zu quantifizieren.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
„Mehr als 800.000 km2 waren von Lichtverschmutzung betroffen, das entspricht 5,1 % der analysierten 16,4 Millionen km2, mit einem jährlichen Anstieg von 4,8 %“, sagt Schaepman-Strub. Mit dem neuen, standardisierten Ansatz konnten die Forscher die menschliche Industrieaktivität in der gesamten Arktis unabhängig von Wirtschaftsdaten räumlich bewerten.
Die europäische Arktis und die Öl- und Gasförderregionen in Alaska, den USA und Russland waren Brennpunkte menschlicher Aktivität, wobei bis zu einem Drittel der Landfläche beleuchtet war. Im Vergleich zu diesen Regionen war die kanadische Arktis nachts weitgehend dunkel.
„Wir haben herausgefunden, dass im Durchschnitt nur 15 % der beleuchteten Fläche in der Arktis menschliche Siedlungen enthielten, was bedeutet, dass der Großteil des künstlichen Lichts auf industrielle Aktivitäten und nicht auf die Stadtentwicklung zurückzuführen ist. Und diese Hauptquelle der Lichtverschmutzung nimmt in zu.“ sowohl Fläche als auch Intensität jedes Jahr“, sagt Erstautor Cengiz Akandil, Doktorand in Schaepman-Strubs Team.
Auswirkungen auf terrestrische Ökosysteme und regionale Nachhaltigkeit
Den Forschern zufolge bilden diese Daten eine wesentliche Grundlage für zukünftige Studien zu den Auswirkungen der industriellen Entwicklung auf arktische Ökosysteme.
„In der empfindlichen Permafrostlandschaft und im Tundra-Ökosystem können schon wiederholte Tritte durch Menschen und sicherlich Spuren, die Tundra-Fahrzeuge hinterlassen, langfristige Umweltauswirkungen haben, die weit über den von Satelliten erfassten beleuchteten Bereich hinausgehen“, sagt Akandil.
Die negativen Auswirkungen von Industrieaktivitäten und Lichtverschmutzung sind für die Artenvielfalt in der Arktis von entscheidender Bedeutung. Künstliches Licht in der Nacht verringert beispielsweise die Fähigkeit arktischer Rentiere, ihre Augen an die extrem blaue Farbe der Winterdämmerung anzupassen, was ihnen ermöglicht, Nahrung zu finden und Raubtieren zu entkommen. Es verzögert auch die Blattfärbung und das Aufbrechen der Blattknospen, was für arktische Arten, bei denen die Vegetationsperiode begrenzt ist, von entscheidender Bedeutung ist.
Darüber hinaus fördern menschliche Aktivitäten die Ausbreitung invasiver Arten in der Arktis, und die Öl- und Gasförderung führt häufig zu Umweltverschmutzung – ebenso wie der Bergbau, der ebenfalls expandiert.
Die Dokumentation industrieller Aktivitäten ist für eine nachhaltige Entwicklung von entscheidender Bedeutung
Die Auswirkungen des raschen Klimawandels in der Arktis erfordern eine schnelle Anpassung der lokalen Gemeinschaften, und die industrielle Entwicklung könnte den Anpassungsbedarf weiter erhöhen – und die Kosten für Gesellschaft und Umwelt erhöhen. Die direkten Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf arktische Ökosysteme könnten in den kommenden Jahrzehnten die Auswirkungen des Klimawandels übertreffen oder zumindest verstärken, schätzen die Forscher. Wenn die Wachstumsrate der industriellen Entwicklung zwischen 1940 und 1990 beibehalten wird, könnten 50 bis 80 % der Arktis bis 2050 kritische Ausmaße anthropogener Störungen erreichen.
„Unsere Analysen zur räumlichen Variabilität und zu Hotspots der industriellen Entwicklung sind von entscheidender Bedeutung, um die Überwachung und Planung der industriellen Entwicklung in der Arktis zu unterstützen. Diese neuen Informationen können indigene Völker, Regierungen und Interessengruppen dabei unterstützen, ihre Entscheidungsfindung an den Zielen für nachhaltige Entwicklung in der Arktis auszurichten Arktis“, schließt Schaepman-Strub.
Weitere Informationen:
Akandil, Cengiz et al., Künstliches Licht in der Nacht enthüllt Hotspots und die schnelle Entwicklung industrieller Aktivitäten in der Arktis. Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2322269121