Als die Umweltaktivistin und Autorin Rachel Carson 1962 ihr Buch „ Der stumme Frühling“ schrieb und damit die Welt auf die Gefahren des Pestizids DDT aufmerksam machte, war es die Bedrohung der Fortpflanzungsfähigkeit von Vögeln – insbesondere des Weißkopfseeadlers –, die die Menschen zum Handeln veranlasste.
Sechs Jahrzehnte später untersuchen Forscher der Rutgers University in New Brunswick einen weiteren globalen Umweltschadstoff, indem sie Parallelen zu der von Carson identifizierten Krise ziehen. Diesmal handelt es sich bei dem Schadstoff um Quecksilber, und die Wächter sind Pinguine, die in den entlegensten Winkeln der Antarktischen Halbinsel leben.
„Bei Quecksilber gibt es eine Analogie zu DDT“, sagt John Reinfelder , Professor im Fachbereich Umweltwissenschaften an der Rutgers School of Environmental and Biological Sciences und Co-Autor einer in Science of the Total Environment veröffentlichten Studie über den Quecksilbergehalt flugunfähiger Wasservögel.
„In den 1960er Jahren entdeckten wir DDT an abgelegenen Orten, wo es nicht verwendet wurde“, sagte Reinfelder. „Mit Quecksilber verhält es sich heute ähnlich. In der Nähe des Südpolarmeers gibt es keine menschlichen Quellen, aber aufgrund des Ferntransports durch die Atmosphäre besteht das Risiko, dass es sich in Pinguinen anreichert.“
Quecksilber ist ein gefährliches Nervengift, das sich in aquatischen und terrestrischen Nahrungsmitteln anreichert. Fischfressende Tiere sind dem höchsten Kontaminationsrisiko ausgesetzt. Chronische Belastung beeinträchtigt die Fortpflanzung und kann neurologische Probleme wie Lethargie und Schwäche verursachen. In hohen Dosen ist Quecksilber tödlich.
Um die geografische Reichweite von Quecksilber einzuschätzen und einen neuen Basiswert für Quecksilber bei antarktischen Pinguinen festzulegen, analysierten Reinfelder und Philip Sontag , ein Postdoktorand in der Abteilung für Umweltwissenschaften an der Rutgers-New Brunswick University und Hauptautor, Federn erwachsener Pinguine, die aus einer Brutstätte in der Nähe von Anvers Island auf der Westantarktischen Halbinsel geborgen wurden.
Federn von drei Pinguinarten – Adelie-, Esels- und Zügelpinguin – wurden während der Brutsaison 2010/11 von William R. Fraser , dem leitenden Forscher der Polar Oceans Research Group, in Sheridan, Montana, gesammelt. Aufgrund landwirtschaftlicher Sicherheitsvorkehrungen konnten die Proben bis vor Kurzem nicht zur Analyse in die USA geschickt werden.
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John Reinfelder
Neben Quecksilber maßen die Forscher der Rutgers University auch die Anteile der Isotope Kohlenstoff-13, einem Indikator für den Nahrungsstandort, und Stickstoff-15, einem Indikator für die Position in der Nahrungskette, in den Proben. Dies half dabei, die Quecksilberquellen bei Pinguinen im Südpolarmeer zu identifizieren. Sie untersuchten außerdem die Größenverteilung des Krills der Westantarktischen Halbinsel, einer Lieblingsspeise antarktischer Pinguine.
Mithilfe der kombinierten Datensätze identifizierten die Forscher wichtige Unterschiede in der Quecksilberansammlung. Bei Adelie- und Eselspinguinen gehörten die Quecksilberwerte zu den niedrigsten aller bisher im Südpolarmeer beobachteten Pinguinarten, schrieben sie. Bei Zügelpinguinen waren die Quecksilberwerte jedoch deutlich höher.
Sontag sagte, die Diskrepanz liege wahrscheinlich daran, dass sich die Fressgewohnheiten der Zügelpinguine von denen der anderen untersuchten Arten unterscheiden. Während der brutfreien Winterzeit wandern Zügelpinguine in nördlichere Breitengrade, wo sie und andere Pinguine höhere Quecksilberkonzentrationen anreichern als südlichere Pinguine. Diese Schlussfolgerung wurde durch den starken Zusammenhang zwischen Nahrungsstandort (Kohlenstoff-13) und Quecksilber in Pinguinfedern bestätigt. Es ist die erste Studie, die zeigt, dass Kohlenstoff-13 und nicht Stickstoff-15 die Quecksilberkonzentrationen bei Pinguinen im gesamten Südpolarmeer am besten erklärt.
Die detaillierten Ergebnisse dieser Untersuchungen tragen zu den weltweiten Bemühungen bei, die Quecksilberbelastung von Meerestieren zu kartieren , sagte Reinfelder.
„Vor dieser Studie wussten wir nicht, dass Pinguine, die weiter nach Norden ziehen, einer höheren Quecksilberbelastung ausgesetzt sind“, sagte er. „Diese Daten ermöglichen es uns, nicht nur etwas über die Quecksilberansammlung, sondern auch über die Ökologie der Pinguine im Allgemeinen zu erfahren.“
Die Quellen der Quecksilberbelastung haben sich in den letzten Jahrzehnten verlagert. Jahrelang gelangte Quecksilber als Nebenprodukt von Kohlekraftwerken in die Atmosphäre.
Bemühungen zur Reduzierung der Quecksilberbelastung – insbesondere durch das Minamata-Übereinkommen über Quecksilber, das 2013 von 140 Ländern unterzeichnet wurde – haben dazu beigetragen, die Emissionen in die Umwelt zu senken. Eine Studie von Forschern des Massachusetts Institute of Technology aus dem Jahr 2024 ergab, dass der Quecksilbergehalt in der Atmosphäre zwischen 2005 und 2020 um etwa 10 % gesunken ist. Die Stilllegung von Kohlekraftwerken hat zu diesem Rückgang beigetragen.
Doch auch andere Quellen, wie etwa der Goldabbau im kleinen Maßstab in Entwicklungsländern, belasten die Umwelt weiterhin mit dem Gift. Bergleute nutzen elementares Quecksilber, um Gold aus Erzen zu gewinnen . Dabei fallen jährlich über 1.000 Tonnen Quecksilberrückstände und -dämpfe an.
Laut Reinfelder bietet die Studie einen Überblick darüber, wie sich die Ernährungsgewohnheiten auf die Gesundheit der Pinguine auswirken und wie die Quecksilberverschmutzung in den Weltmeeren zirkuliert.
„Genau wie bei DDT in den 1960er Jahren konzentriert sich die Wissenschaft heute auf die Überwachung von Quecksilber“, sagte er. „Werden die Quecksilberwerte in Fisch, den Menschen und Tiere essen, sinken? Das ist die Hoffnung.“
