Faktor "vom Winde verwehtes Eis"

Vereinfachte Karte der großen Meeresströmungen der Erde. Credit L.D. Talley et al,, Oceanography, 2013

Windrichtung offener Ozean: Das antarktische Meereis wird ständig von starken Winden von den Küsten des polaren Kontinent weggetrieben. Eine Studie zeigt nun, wie überraschend stark dieser Effekt die globalen Strömungen und damit das Klima beeinflusst: Das vom Winde verwehte Eis erzeugt beim Abschmelzen große Mengen Süßwasser, dessen geringere Dichte weitreichende Zirkulationsprozesse prägt.

Wenn sich im Winter Meereis an den Rändern der Antarktis bildet, gefriert das Salz im Meerwasser nicht mit - es bleibt zurück. Das macht das Wasser in der Nähe der Küste deutlich salziger und daher dichter als Wasser weiter draußen. Dadurch sinkt dieses schwerere Wasser ab und drückt weniger dichtes Wasser nach oben – Bewegungen kommen in Gang. Es ist bereits lange bekannt, dass sinkendes Salzwasser die Ozean-Zirkulation bis in große Tiefen antreibt und damit die weitreichenden Meeresströmungen beeinflusst. Weniger gut verstanden ist hingegen die Rolle des Salzgehaltes auf Bewegungen in oberen Wasserschichten. Die Forscher um Ryan Abernathey von der Columbia University in New York haben sich in diesem Zusammenhang nun mit dem Effekt des windbetriebenen Eises befasst. Es transportiert weniger dichtes Wasser von der Küste in den offenen Ozean, wodurch es die Zirkulationen beeinflusst.

Dem Effekt leichten Wassers auf der Spur

Für ihre Studie werteten die Forscher umfangreiche Datensätze zu Messergebnissen und Beobachtungen des Wassers sowie des Eises rund um die Antarktis aus. Anhand der Ergebnisse entwickelten sie Computermodelle, welche die Effekte des windbetriebenen Eises simulierten. Mit Hilfe einer Analysetechnik namens Wassermassentransformation, konnten sie bestimmen, wie stark die obere Wasserzirkulation durch die Verlagerung des leichteren Wassers beeinflusst wird.

Ihren Ergebnissen zufolge trägt das Schmelzen des windgetriebenen Eises zehnmal mehr Süßwasser zur Wasserdynamik bei als die Gletscher der Antarktis. Wenn sich das Meereis  an der gleichen Stelle bilden und schmelzen würde, hätte dies einen deutlich schwächeren Effekt, sagen die Forscher: "Wenn man die Winde ausschalten würde und damit die Bewegung des Meereis weg von der Antarktis, würden sich die Stärke der Umwälzbewegung deutlich reduzieren", sagt Abernathey. Ihr kommt wiederum eine große Bedeutung zu: Sie bringt Wasser aus mittleren Tiefen an die Oberfläche des südlichen Ozeans und erzeugt letztlich Strömungen, die bis in die tropischen Bereiche reichen.

Das antarktische Meereis ist ein Global Player

"Wir wissen schon lange, dass das Einfrieren des antarktischen Meereises im Winter für die Bildung der tiefsten Wassermassen in den Weltmeeren verantwortlich ist. Nun zeigen die neuen Ergebnisse, dass das Mereis wiederum im Sommer die Eigenschaften von flachen Gewässern prägt", sagt Co-Autor Paul Holland vom British Antarctic Survey. "Die Studie zeigt damit deutlich, dass das antarktische Meereis eine entscheidende Rolle in der Zirkulation der Ozeane der Welt spielt", so der Wissenschaftler.

Klar ist: Die Ozeanzirkulation ist ein entscheidender Faktor des Klimasystems der Erde. Die Strömungen verteilen nicht nur Wärme, sie beeinflussen auch die Speicherung von Kohlendioxid in den Meeren. Vermutlich spielten Veränderungen der Ozeanzirkulation auch eine wichtige Rolle bei Klimaänderungen in der Vergangenheit, einschließlich der Eiszeiten. Um zu verstehen, wie sich Zirkulationen heute verändern könnten, sollte man nun untersuchen, wie sich Salzgehalte und Windgeschwindigkeiten in der Vergangenheit verändert haben, sagen die Forscher.

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