Diese Wissenschaftler suchen nach „Gletscherblut“ – Mutter Jones

Diese Geschichte wurde ursprünglich von veröffentlicht Nachrichten aus dem Hochland und wird hier als Teil der reproduziert Klima Schreibtisch Zusammenarbeit.

Jim Elser scannte die Schneefelder an den unteren Hängen des Clements Mountain im Glacier National Park in Montana. Während Touristen in der Nähe hoch aufragende Felswände fotografierten und nach Wildtieren suchten, konzentrierte sich Elser, Ökologe an der University of Montana und Direktor der Flathead Lake Biological Station, nur auf eine Sache: Schneealgen zu finden.

Elser und sein Forschungsteam stapften an blühenden violetten Astern und gelben Arnika-Wildblumen vorbei und gewannen an Höhe, bis sie einen Kamm über einem kleinen Becken erreichten. Das Zirpen von Murmeltieren ersetzte das Geräusch von im Leerlauf laufenden Automotoren auf dem Parkplatz am Logan Pass, der von August-Besuchern nur so wimmelte. Ein leises Summen kam von dem sperrigen rechteckigen Gerät, das seinem Kollegen Joe Giersch, einem aquatischen Entomologen an der Universität von Montana, auf den Rücken geschnallt war; Das Gerät, ein Lichtmessgerät, wärmte sich auf, um die Datenerfassung der Wissenschaftler vorzubereiten.

Dann bemerkten die drei Wissenschaftler aus ungefähr 100 Metern Entfernung eine leichte Röte auf dem matschigen Schnee vor ihnen. Sie rasten darauf zu.

Rougefarbene Algenbänder liefen 400 Quadratfuß über den sonnigen Hang –Chlamydomonas nivalis, eine rotpigmentierte Grünalge, die in hochalpinen und polaren Regionen rund um den Globus vorkommt. Das markante Erscheinungsbild der Alge auf Schnee hat ihr Spitznamen eingebracht, die von köstlich klingendem Wassermelonenschnee bis hin zu bedrohlichem Gletscherblut reichen. Wissenschaftler glauben, dass diese Alge eine wichtige Rolle beim Abschmelzen von Gletschern und Schneefeldern spielen könnte.

Funkelnder frischer weißer Schnee ist die am natürlichsten reflektierende Oberfläche der Erde. Wenn sich Algenblüten ausbreiten, verdunkeln sie den Schnee, der dann mehr Wärme aufnimmt und schneller schmilzt. Dies kann eine Rückkopplungsschleife erzeugen: Wenn die Temperaturen steigen und mehr Schnee schmilzt, gedeiht und breitet sich die Schneealge aus, die Nährstoffe, Licht und flüssiges Wasser benötigt. Die Algenblüte verändert ihren eigenen Lebensraum und scheint dabei den umgebenden Lebensraum zu verändern. Etwas mehr als die Hälfte des gesamten Abflusses im Westen stammt von der Schneeschmelze, aber das Ausmaß, in dem Schneealgen zum Schmelzen beitragen, ist derzeit nicht in Standard-Schneeschmelzmodellen enthalten. Diese Wissenschaftler hoffen, dass ihre Arbeit uns helfen kann, die Rolle, die sie bei den Klimaveränderungen spielt, besser zu verstehen.

In diesem Sommer durchquerten Forscher aus dem ganzen Land die Berge von Washington, Oregon, Wyoming, Utah und Montana auf der Suche nach verflecktem Schnee. Sie sammelten Proben und testeten das Reflexionsvermögen von Schneealgenflecken. Manchmal stolperten sie zu spät über eine Stelle und fanden nur Pfützen mit blutrotem Wasser, wo Schneeflecken und Algen bereits geschmolzen waren. Die Suche nach intaktem Schnee zum Proben wurde zu einem Wettlauf gegen die Sommerhitze und das Algenwachstum. „Es ist eine vergängliche Blüte auf einem vergänglichen Substrat“, sagte Elser. „Der saisonale Schnee geht, und ob diese Flecken Schneealgen haben oder nicht, ist ebenfalls nicht vorhersehbar.“

Der Spätsommer die sonne brannte uns in den hals, als wir einen fleck mit schneealgen untersuchten. Ein drittes Mitglied von Elsers Feldteam, Pablo Almela Gomez, Postdoktorand an der University of Minnesota, hielt eine lange Holzstange. Am Ende der Stange baumelte das Spektroradiometer, ein kleines schwarzes Rohr, über einer Schneefläche. „Das ist der schönste Algenfleck, den wir seit langem gesehen haben“, bemerkte Giersch. Nur ein paar Tannennadeln und kleine Kieselsteine ​​sprenkelten die roten Flecken.

Die Wissenschaftler verwendeten das Gerät, um die Albedo des Schnees aufzuzeichnen, ein Maß dafür, welcher Anteil des nach unten strahlenden Sonnenlichts wieder nach oben reflektiert wird. Roter Schnee bedeutet niedrigere Albedo, was mehr absorbiertes Sonnenlicht und schnellere Schneeschmelze bedeutet. Auch andere Faktoren beeinflussen die Albedo, darunter Schmutz, Staub und Asche von Waldbränden. Sand aus der Wüste Gobi kann bis zum pazifischen Nordwesten wehen, während Staub vom schrumpfenden Great Salt Lake manchmal die Wasatch Mountains bedeckt. Das Team maß auch die Pigmentkonzentration des Schnees mit einem zweiten Spektroradiometer, um herauszufinden, wie viel des roten Farbspektrums, höchstwahrscheinlich von den Schneealgen, vorhanden war.

Ein Dickhornschaf beaufsichtigte von einer zerklüfteten Klippe hoch über uns, während das Team den Rest seiner Routine durcharbeitete: Messen des Wassergehalts des Schnees, Sammeln von Säcken mit Schneeproben und Entnehmen eines Schneekerns, der zwei Schichten von Algenblüten enthüllte, einschließlich ein deutliches rostiges Band ein paar Zentimeter unter der Oberfläche.

Später an diesem Tag würden Elser und Almela Gomez in einem Labor der Flathead Lake Biological Station der University of Montana die Proben verwenden, um zu testen, welche Inputs das Wachstum von Schneealgen unterstützen. Sie schmelzen den Schnee, mischen ihn zusammen und fügen Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor hinzu. Dann, nach fünf bis zehn Tagen unter Wachstumslampen in einem kalten Inkubator, messen sie den Chlorophyllgehalt, um zu sehen, wie stark die Algen gewachsen sind.

Die beiden Arten von Nährstoffen kommen von verschiedenen Orten. Frühere Arbeiten deuten darauf hin, dass der Phosphor in Gestein gefunden wird, das durch Gletscherbewegungen zerkleinert wurde, während Stickstoff aus chemischen Düngemitteln und Gülle in landwirtschaftliche Gebiete eingeblasen wird. Die Forscher vermuten, dass beide Arten von Nährstoffen das Algenwachstum fördern, interessieren sich aber besonders für Stickstoff. Sie glauben, dass Algenblüten aufgrund von Windmustern besonders häufig in den Intermountain Rockies vorkommen könnten, und sie hoffen, mehr über die damit verbundene Dynamik zu erfahren.

Die Arbeit des Teams ist Teil des kleinen, aber wachsenden Feldes der Schneealgenforschung. Die Wissenschaftler hoffen herauszufinden, was Schneealgen gedeihen lässt und wo sie am wahrscheinlichsten leben. Das Living Snow Project, eine Citizen Science-Initiative, die von Forschern der Western Washington University ins Leben gerufen wurde, bat Skifahrer, Kletterer und Wanderer, beim Sammeln von rosafarbenen Schneeproben zu helfen. Wissenschaftler haben sich auch auf wogende Algenblüten in den französischen Alpen geeinigt.

Zu lernen, was das Wachstum von Schneealgen beeinflusst, ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis einer sich ändernden Wasserversorgung. Mehr Algen bedeuten möglicherweise mehr Schmelzen, und zu wissen, wo Algen die Schneeschmelze beschleunigen könnten, ist besonders wichtig für den von Dürre anfälligen Westen der USA. Allmähliche Schneeschmelze ist gut; Es schafft eine vorhersehbarere Wasserversorgung stromabwärts für Stauseen und füllt Bäche mit dem kalten Wasser, auf das die Fischerei und andere Wasserlebewesen während der heißen Sommermonate angewiesen sind. Die schnelle Schneeschmelze bringt jedoch eine Vielzahl anderer Probleme mit sich.

Elser verglich die Rolle des Schnees mit Eis in einem Cocktail. „Das Eis schmilzt, aber Ihr Getränk ist immer noch schön kalt, bis das letzte Stück Eis weg ist“, sagte er. „Dann ist es wie: ‚Was ist passiert? Mein Getränk ist warm.’“ Wenn Schneealgen die Schneeschmelze beschleunigen oder den gesamten Schnee schnell schmelzen, können Bäche wärmer als gewöhnlich werden und im Laufe des Sommers weniger Wasser führen. „Das ist eine ziemlich große Sache“, sagte Scott Hotaling, ein Mitglied des Schneealgen-Forschungsteams und Assistenzprofessor an der Utah State University, der sich verändernde Gebirgsökosysteme untersucht. „Wir sprechen davon, dass sich der gesamte Westen in einer Dürre befindet, und wenn es einen anderen Faktor gibt, der die frühere Schmelze fortsetzt, ist das wichtig.“

Wassermanager und Schneedeckenvermesser sind sich einig, dass schnelleres Schmelzen ein Problem ist, aber sie sind sich nicht unbedingt einig über die Rolle, die Schneealgen spielen. Frühere Studien deuten darauf hin, dass dies von Bedeutung sein könnte: Ein Artikel aus dem Jahr 2021 in der Zeitschrift Naturkommunikation stellten fest, dass Algenblüten für bis zu 13 Prozent des Oberflächenschmelzens auf Grönlands Eisdecke verantwortlich waren, während eine Studie in Alaska darauf hindeutet, dass Schneealgen 17 Prozent des gesamten Schmelzens auf einem großen Eisfeld ausmachen, was einem Anstieg von 21 Prozent entspricht. „Auf diesen großen Eisschilden, wo es flache Oberflächen gibt, wurden viele Studien durchgeführt“, sagte Projektmitglied Trinity Hamilton, Geomikrobiologin an der University of Minnesota. Aber Berge sind natürlich nicht flach. Und die Forscher verstehen noch nicht, wie Variationen in der Topographie und Neigung den Ort beeinflussen könnten, an dem Schneealgen wachsen. Die zukünftigen Erkenntnisse von Hamilton und ihrem Team könnten diese fehlenden Puzzleteile lokalisieren.

„Wirklich zu wissen, wie viel Wasser aus der Schneedecke kommt und wann dies erfolgt, wird für jeden, der etwas über die Wasserversorgung wissen muss, entscheidend sein, egal ob es sich um landwirtschaftliche Produzenten oder um Hochwasser handelt“, sagte Erin Whorton, eine Wasserversorgungsspezialistin bei Idaho Snow Survey des Natural Resource Conservation Service. „Snowpack ist unglaublich wichtig für unsere Arbeitsweise im Westen.“

Sobald die Auswirkungen von Schneealgen besser verstanden sind, glaubt Whorton, dass sie in Modelle einbezogen werden sollten, die den Zeitpunkt der Schneeschmelze vorhersagen. Aber nicht alle sind einverstanden. Ist die Existenz von Schneealgen im Hochgebirge eine große Bedrohung, ein lästiges Ärgernis oder etwas dazwischen? „Es gibt so viele Variablen in der Schneeschmelze, dass man sich wirklich nur an die Grundlagen der Klimavariabilität halten muss“, sagte Scott Pattee, Wasserversorgungsspezialist beim NRCS Washington Snow Survey. „Es ist wirklich nicht besorgniserregender als schmutziger oder trashiger Schnee, der die Schmelze (auch) beschleunigen kann.“

Nach dem Tag der Feldarbeit in Glacier packten die Männer ihre Ausrüstung zusammen und begannen, das Schneefeld hinunterzurutschen und zu rutschen. Die Felswand Garden Wall entfaltete sich wie eine Postkarte in der Ferne. Der Schnee, auf dem wir gerade gelaufen waren, lief jetzt in Rinnsalen und ergoss sich auf die Felsen darunter. Wir suchten uns unseren Weg durch schlammige Pfade und stiegen an einem kleinen Wasserfall ab, der von einer unterirdischen Quelle und Schneeschmelze angetrieben wurde. Ein Teil der Schmelze, wie klein auch immer, wurde von der lebenden rosa Blüte verursacht, die wir früher an diesem Tag besucht hatten. Die Zeit wird zeigen, ob es den bereits ausgedörrten Westen weiter austrocknen wird. „Die Algen versuchen nur zu überleben“, sagte Almela Gomez. „Sie sind an nichts schuld.“