35 Jahre Landsat-Daten zeigen eine anhaltende Begrünung der Antarktischen Halbinsel

Satelliten liefern einen nüchternen Blick auf den Klimawandel der Erde. Aus der Umlaufbahn verfolgen sie, wie das Packeis seinen Griff über die polaren Ozeane langsam lockert, wie Schelfeis zerbricht und wie bislang gefrorene Regionen stellenweise einen grünen Schimmer durch Vegetation annehmen.

Nun haben Forschende 35 Jahre Satellitenaufnahmen zusammengeführt, die zeigen, dass die Antarktis allmählich – aber messbar – grüner wird.

Landsat-Daten als Langzeitarchiv der Erdveränderungen

1975 brachten NASA und die USGS (Geologische Behörde der USA) den ersten Landsat-Satelliten ins All. Seither folgten acht weitere Missionen; zuletzt startete 2021 Landsat 9. Die Landsat-Archive gelten als aussergewöhnlich wertvoll, weil sie Veränderungen auf der Erde über Jahrzehnte dokumentieren – darunter Millionen von Bildern.

Mit Landsat liess sich unter anderem beobachten, wie Waldbrände Landschaften verändern, wie sich Städte ausdehnen, wie Gletscher zurückgehen und wie sich der Planet auf vielfältige Weise wandelt.

Studie in Nature Geoscience: Begrünung der Antarktischen Halbinsel in Zahlen

Eine aktuelle Arbeit in Nature Geoscience nutzte 35 Jahre Landsat-Daten – von Landsat 5 bis Landsat 8 –, um zu bestimmen, wie stark sich Vegetation in die Antarktis ausbreitet. Der Titel lautet „Sustained greening of the Antarctic Peninsula observed from satellites.“ Federführend beteiligt waren der Umweltwissenschaftler Thomas Roland (Universität Exeter) und der Fernerkundungsspezialist Olly Bartlett (Universität Hertfordshire).

Im Artikel heisst es: „Ziel dieser Studie war es, die Vegetationsreaktion auf den Klimawandel auf der AP [Antarktischen Halbinsel] in den vergangenen 35 Jahren zu bewerten, indem Änderungsraten der räumlichen Ausdehnung und die ‚Richtung‘ (Begrünung versus Verbraunung) quantifiziert wurden, was bislang noch nicht quantifiziert wurde.“

Den Auswertungen zufolge hat sich die von Vegetation bedeckte Landfläche auf der Antarktischen Halbinsel seit 1986 um mehr als das Zehnfache vergrössert. Die vegetationsbedeckte Fläche stieg von 0,86 km² (0,33 Quadratmeilen) im Jahr 1986 auf 11,95 km² (4,61 Quadratmeilen) im Jahr 2021. Zwar konzentriert sich diese Bedeckung auf die wärmeren Randbereiche der Halbinsel, dennoch deutet sie auf eine ökologische Verschiebung hin, die durch unsere Kohlenstoffemissionen angetrieben wird.

Die grafische Darstellung der Studie macht den Trend sichtbar: In vier Panels ist jeweils gezeigt, wie viel grüne Vegetation auf eisfreien Flächen der Antarktischen Halbinsel unterhalb von 300 Metern (1.000 Fuss) Höhe vorkommt. Sechsecke sind je nach Anteil der Vegetationsbedeckung pro Fläche schattiert; die Grundlage bildet der satellitenbasierte normalisierte Differenz-Vegetationsindex (NDVI). Der NDVI beruht auf spektralen Messdaten, die die Landsat-Satelliten an wolkenfreien Tagen jeweils im März erfassen – also am Ende der antarktischen Vegetationsperiode.

Pionierarten, Erwärmung und Risiken für die Biodiversität

Der Einstieg dieser Begrünung in der kältesten Region der Erde beginnt mit Moosen und Flechten. Moose gelten als Pionierarten, also als erste Organismen, die neu verfügbare Lebensräume besiedeln. Diese nicht leitbündelbildenden Pflanzen sind widerstandsfähig und können selbst auf blankem Fels und in nährstoffarmen Umgebungen wachsen. Sie bereiten nachfolgenden Arten den Weg, indem sie Säuren absondern, die Gestein zersetzen, und indem sie nach ihrem Absterben organisches Material hinterlassen.

In den erfassten Grünflächen dominieren Moose, die als Teppiche und in Moosbänken wachsen. In früheren Untersuchungen entnahmen Roland und Kolleginnen und Kollegen auf der Westseite der Antarktischen Halbinsel datierte Bohrkerne aus solchen Moosbänken. Diese Kerne zeigten, dass sich Moose in den letzten 50 Jahren schneller angesammelt haben und die biologische Aktivität zugenommen hat. Das war der Ausgangspunkt für die neue Studie: Das Team wollte klären, ob Moose nicht nur in höhere Lagen „nach oben“ wachsen, sondern auch seitlich „nach aussen“ in der Fläche zulegen.

Roland sagte: „Auf Grundlage der Bohrkerne haben wir erwartet, etwas Begrünung zu sehen, aber ich glaube nicht, dass wir mit dem Ausmass gerechnet haben, das wir hier berichten.“

Bartlett ergänzte: „Als wir die Zahlen zum ersten Mal berechnet haben, waren wir ungläubig. Die Rate an sich ist ziemlich auffällig, besonders in den letzten Jahren.“

Die westliche Antarktische Halbinsel erwärmt sich schneller als viele andere Regionen der Erde. Dort ziehen sich nicht nur Gletscher zurück; auch die Ausdehnung des Meereises nimmt ab, und es gibt mehr offene Wasserflächen. Die Autorinnen und Autoren verweisen zudem darauf, dass veränderte Windmuster infolge von Treibhausgasemissionen zu dieser Entwicklung beitragen könnten.

Welche Folgen hat es, wenn das Eis weiter weicht und Pionierarten zusätzliche Teile der Antarktis besiedeln? Auf dem Kontinent leben Hunderte heimische Arten, überwiegend Moose, Flechten, Lebermoose und Pilze. Blütenpflanzen gibt es nur zwei: Antarktisches Haargras und Antarktisches Perlkraut. Was bedeutet die fortschreitende Begrünung für diese Arten?

Roland ordnete ein: „Die Erzählung an diesen Orten wurde von Gletscherrückzug dominiert. Wir fangen an, darüber nachzudenken, was als Nächstes kommt – nach dem Rückzug des Eises.“

Sobald Moose in einer Region Fuss fassen, kann sich überhaupt erst Boden bilden, wo zuvor keiner vorhanden war. Das schafft Möglichkeiten für weitere Organismen – sowohl für einheimische als auch für eingeschleppte Arten. Das Risiko besteht darin, dass die ursprüngliche Biodiversität unter Druck gerät.

Tourismus und andere menschliche Aktivitäten können unbeabsichtigt neue Arten eintragen; ebenso können Samen und Sporen durch den Wind eingetragen werden. Treffen besonders robuste Organismen ein, könnten sie die heimischen Arten verdrängen. Dazu gibt es bereits einige dokumentierte Fälle.

Für Roland, Bartlett und die übrigen Beteiligten markieren die Kohlenstoffkern- und Landsat-Auswertungen erst den Anfang. Als nächster Schritt soll die Untersuchung vor Ort folgen.

Roland sagte: „Wir sind an dem Punkt, an dem wir gesagt haben: Mehr als das, was wir aus den Landsat-Archiven herausholen können, geht nicht. Wir müssen an die Orte gehen, an denen wir die deutlichsten Veränderungen sehen, und prüfen, was am Boden passiert.“

Die Forschenden wollen verstehen, welche Pflanzengesellschaften sich dort etablieren und welche weiteren Verschiebungen sich in der Umwelt abzeichnen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich bei Universe Today veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.