Wenn Schnee „blüht“ und dunkler wird

Rosa bis tiefrot gefärbter Schnee ist kein seltenes Kuriosum, sondern ein biologisches Phänomen mit potenzieller Klimarelevanz. Verursacht wird die Färbung durch Schneealgen, die während der sommerlichen Schmelzperiode an oder nahe der Schneeoberfläche wachsen. Ihre Pigmente dunkeln den Schnee ab und verringern die Rückstrahlkraft des Sonnenlichts. Dadurch kann sich die Oberfläche stärker erwärmen, was die Schneeschmelze beschleunigt.

Großflächige Kartierung in einer schwer zugänglichen Region

Die neue Studie untersucht dieses Phänomen systematisch auf den Süd-Shetlandinseln vor der Antarktischen Halbinsel. Für den Zeitraum von 2018 bis 2024 analysierten die Forschenden, wo und in welchem Ausmaß rote Schneealgen auftreten. Grundlage waren 45 wolkenfreie Satellitenaufnahmen, die mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens ausgewertet wurden. Ziel war es, die Algenflächen trotz häufiger Bewölkung und stark variierender Schneebedingungen möglichst zuverlässig zu erfassen.

Drohnenmessungen liefern den biologischen Fingerabdruck

Um die satellitengestützte Auswertung abzusichern, ergänzte das Forschungsteam die Analyse durch hyperspektrale Drohnenaufnahmen und Bodenmessungen. Diese lieferten charakteristische spektrale Signaturen der Algen. Eine zentrale Rolle spielt dabei der rote Farbstoff Astaxanthin, der die Zellen vor intensiver UV-Strahlung schützt und für die auffällige Färbung verantwortlich ist. Zusammen mit Chlorophyll-Merkmalen erlaubt dieser spektrale Fingerabdruck eine Abgrenzung gegenüber anderen Verdunkelungsfaktoren wie Mineralstaub.

Bis zu zwölf Prozent einer Insel potenziell betroffen

Ein zentrales Ergebnis der Studie ist die mögliche räumliche Ausdehnung der Algenblüten. In der Wachstumssaison könnten sie auf einzelnen Inseln der Süd-Shetlands bis zu zwölf Prozent der gesamten Inselfläche bedecken. Umgerechnet entspricht das einer Fläche von rund 176 Quadratkilometern. Die Angabe beschreibt eine potenzielle maximale Ausdehnung und bezieht sich auf die gesamte Insel, also auch auf Bereiche ohne dauerhafte Schneebedeckung.

Welche Organismen den roten Schnee verursachen

Genetische Analysen der Proben zeigen, dass die Algenpopulationen vor allem von der Grünalge Sanguina nivaloides dominiert werden. Diese Art ist weltweit für das Phänomen des „roten Schnees“ bekannt und kann widerstandsfähige Zysten bilden, die sich gut ausbreiten und lange überdauern. Zusätzlich wurden auch andere Mikroorganismen nachgewiesen, darunter Kieselalgen, die zur biologischen Vielfalt der Schneeflächen beitragen.

Einordnung und verbleibende Unsicherheiten

Die Studie macht deutlich, dass Schneealgen in der Antarktis kein lokales Randphänomen sind, sondern potenziell großflächig auftreten. Damit rücken sie als möglicher Verstärker von Schmelzprozessen stärker in den Fokus der Klimaforschung. Gleichzeitig betonen die Autorinnen und Autoren, dass Unsicherheiten bestehen. Pigmentkonzentrationen, Schneebeschaffenheit und Lichtverhältnisse variieren räumlich und zeitlich, was die Übertragbarkeit der Ergebnisse einschränken kann.

Bedeutung für die Klimaforschung

Methodisch zeigt die Arbeit, wie biologische Prozesse in der Kryosphäre mithilfe moderner Satelliten und maschinellen Lernens systematisch überwacht werden können. Für die Klimaforschung liefert sie eine wichtige Grundlage, um besser zu verstehen, wo biologische Rückkopplungen die Schneeschmelze beeinflussen könnten. Wie stark dieser Effekt regional tatsächlich ins Gewicht fällt, müssen weitere Messungen und Modellstudien klären.