Wie ein Blick in die Erdgeschichte zeigt, verstärkten schmelzende Eisschilde vorübergehend die Schichtung des Südpolarmeeres
Auf den Punkt gebracht:
- In früheren Warmphasen verstärkte das Schmelzen des antarktischen Eisschildes vorübergehend die Schichtung des Südpolarmeeres. Das behinderte die Durchmischung des Ozeans und verlangsamte die Ozeanzirkulation.
- Die Winde rund um die Antarktis sorgten jedoch dafür, dass die Tiefsee trotz des Schmelzwassers weiter mit sauerstoffreichem Wasser versorgt wurde.
Eine neue Studie zeigt, dass während der letzten beiden Ébergange von einer Eiszeit zu einer Warmzeit, den sogenannten Deglazialisierungen, Schmelzwasser aus der Antarktis die Schichtung im Südpolarmeer verstärkte und damit die Ozeanzirkulation bremste. Die Ergebnisse unterstreichen damit die Schlüsselrolle des antarktischen Eises für das gigantische Strömungssystem , das in den Meeren weltweit Wärme und Nährstoffe verteilt und so auch das Weltklima stabilisiert. François Fripiat vom Max-Planck-Institut für Chemie und der Université de Bruxelles leitete die internationale Untersuchung in Zusammenarbeit mit Forschenden der Princeton University und des Alfred-Wegener-Instituts.
In den vergangenen drei Millionen Jahren pendelte das Erdklima zwischen langen Eiszeiten, in denen riesige Eisschilde große Teile der Nordhalbkugel bedeckten und bis auf den europäischen Kontinent reichten, und wärmeren Zwischeneiszeiten. In den Ébergangsphasen schmolzen diese Eismassen nach und nach ab.
Viel Aufmerksamkeit für den Nordatlantik, weniger für das Südpolarmeer
-Seit Jahrzehnten untersuchen Forschende, wie das Schmelzen großer Eisschilde auf der Nordhalbkugel die Meeresströmungen im Nordatlantik beeinflusst.- sagt François Fripiat. Das ist nicht zuletzt deshalb eine wichtige Frage, weil durch das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes im Zuge des Klimawandels große Mengen Süßwasser in den Nordatlantik gelangen und die Nordatlantikzirkulation nachhaltig schwächen könnten. Diese Meeresströmung, zu der auch der Golfstrom gehört, sorgt für relativ mildes Klima in Europa. -Doch welchen Einfluss die Antarktis auf das Südpolarmeer hat, war bislang kaum untersucht-, erklärt Fripiat.
Dabei spielt das Südpolarmeer eine zentrale Rolle im Klimasystem der Erde: Es wirkt als zentrale Drehscheibe der globalen Meeresströmungen und verbindet den Atlantik, den Indischen Ozean und den Pazifik. Zugleich ist der Südliche Ozean die bedeutendste Austauschzone zwischen der Atmosphäre und der Tiefsee, einem riesigen Reservoir, das rund hundertmal mehr Kohlendioxid speichert als die Atmosphäre.
Wie stark das Meer Wärme und Kohlenstoff aufnehmen oder abgeben kann, hängt dabei stark davon ab, wie sich die Wassermassen in Schichten organisieren, die mehr oder weniger gut durchmischt sind. -Man kann sich den Ozean als riesige Maschine vorstellen, die Wärme und Kohlenstoff weltweit umverteilt. Wenn sich Schichten bilden, verlangsamt sich ihr Betrieb, mit direkten Folgen für das Klima-, erläutert Fripiat.
Kieselalgen als Klimaarchiv
Für die Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen ist, analysierte das Forschungsteam Sedimentkerne aus dem Südpolarmeer, genauer gesagt die Isotopenzusammensetzung organischen Materials in den Schalen von Kieselalgen. Diese mikroskopisch kleinen Algenschalen finden sich in großer Zahl in den Sedimenten des Südpolarmeeres und dienen als natürliches Archiv für Umweltbedingungen in der Vergangenheit.
Auswirkungen der Eisschmelze auf die Ozeandurchmischung
Die Ergebnisse zeigen ein differenziertes Bild: In den Ébergangszeiten verstärkte sich die Schichtung des Ozeans in der Nähe der Antarktis deutlich, weil riesige Mengen Schmelzwasser aus dem Eisschild ins Meer flossen. Weiter nördlich, in der Nähe der Polarfront, dem Grenzbereich zwischen den Luftmassen der polaren Kaltluft und der subtropischen Warmluft, sorgten diese Süßwasserzuflüsse und starke Westwinde jedoch weiterhin für Auftrieb von Tiefenwasser. Dadurch blieb ein gewisses Maß an Ozeanbelüftung, also an Sauerstoffaustausch zwischen Oberfläche und Tiefe, global erhalten. -Das Klimasystem wurde demnach nicht vollständig blockiert-, fasst Fripiat zusammen. -Während sich der Ozean zunehmend schichtete, sorgten die Winde für einen Austausch zwischen Tiefsee und Atmosphäre. Dieser Prozess setzte vermutlich gespeichertes CO2 frei und trieb so die Erwärmung voran, die schließlich das Ende der Eiszeiten einleitete.-
Die Antarktis ist also keinesfalls eine bloße Eiswüste, sondern maßgeblicher Taktgeber des Klimasystems der Erde. Ihre Mechanismen zu verstehen bedeutet daher auch, die Zukunft unseres Planeten besser vorhersehen zu können.
