Salzschwund im Südpolarmeer aufgeklärt

Schmelzende Eisscholle im Südpolarmeer (Foto: K. Leonard)

Seit Jahrzehnten nimmt der Salzgehalt des Südpolarmeeres messbar ab. Doch das aus der Antarktis einströmende Schmelzwasser reicht nicht aus, um diesen "Versüßung" zu erklären. Jetzt haben Forscher den wahren Grund entdeckt: Das Meereis ist schuld. Durch auffrischende Winde driftet das Eis schneller und weiter nach Norden als früher – und bringt so vermehrt Süßwasser ins Südpolarmeer. Dieser Effekt demonstriert, dass das Meereis weitaus einflussreicher für Meer und Klima ist als bisher gedacht.

Das Wasser der Weltmeere steht nie still. Stattdessen sorgt ein globales "Fließband" dafür, dass warmes Wasser aus den Äquatorregionen an der Meeresoberfläche nach Norden und Süden fließt. Umgekehrt strömt kaltes Wasser in der Tiefe von den Polargebieten in Richtung Äquator. Dieser ständige Austausch ist nicht nur für die Ozeane wichtig, sondern vor allem für das globale Klima. Denn erst diese großen Umwälzströmungen sorgen für Temperaturausgleich und bringen beispielsweise Europa ein vergleichsweise mildes Klima. Wie man heute weiß, liegen die Motoren dieser weltumspannenden Strömungen zum einen im Nordatlantik, zum anderen aber im Südpolarmeer rund um die Antarktis herum. In beiden Gebieten sinken große Mengen kalten, salzigen und daher dichten Wassers auf den Meeresgrund hinab und erzeugen so einen Sog, der die polwärts gerichteten wärmeren Strömungen in Gang hält. Schon länger befürchten Klimaforscher jedoch, dass die zunehmende Eisschmelze durch den Klimawandel diese Strömungsmotoren schwächen könnte. Denn wenn durch die tauenden Gletscher zu viel Süßwasser ins Meer strömt, sinkt der Salzgehalt des kalten Wassers und es ist nicht mehr dicht genug, um schnell abzusinken.

Tatsächlich haben Messungen in den letzten Jahrzehnten ergeben, dass der Salzgehalt des Südpolarmeeres deutlich abnimmt. So verlieren das antarktische Tiefenwasser und das Wasser der mittleren Tiefen seit etwa 1950 pro Dekade zwischen 0,01 und 0,03 Gramm Salz pro Kilogramm Meerwasser, wie F. Alexander Haumann von der ETH Zürich und seine Kollegen berichten. Die genaue Ursache dafür jedoch blieb rätselhaft. Denn das Schmelzwasser der antarktischen Gletscher allein reicht nicht aus, um diese "Versüßung" zu bewirken. Auf der Suche nach einer Erklärung haben nun Haumann und seine Kollegen einen anderen möglichen Faktor genauer analysiert: die Verdriftung von Meereis. Der Großteil des antarktischen Meereises wird unmittelbar vor der antarktischen Küste gebildet. Doch dort bleibt es nicht: Im Laufe der Zeit wandert das Eis weiter in Richtung offenes Meer und damit von der Antarktis aus bis zu 1000 Kilometer nordwärts. "Dieser Prozess wirkt wie ein Förderband für Süßwasser", erklären die Forscher. "Er extrahiert Süßwasser in Form von Eis aus den Küstenregionen rund um die Antarktis und bringt sie an den nördlichen Rand der Meereisflächen, wo das Eis dann schmilzt."

Förderband-Effekt im Meereis

Durch Auswertungen von Satellitendaten und Eisdickenmessungen ermittelten die Forscher, wie viel Süßwasser durch diesen Förderband-Effekt von der Antarktis ins Südpolarmeer gelangt – und ob sich diese Menge in den letzten Jahrzehnten geändert hat. Und tatsächlich: "Wir schätzen, dass der Nordwärts-Transport von Süßwasser durch das Meereis von 1982 bis 2008 um 20 Prozent zugenommen hat", berichten Haumann und seine Kollegen. Am stärksten macht sich dieser Effekt im pazifischen Teil des Südpolarmeeres bemerkbar, weniger stark im Atlantik und Indischen Ozean. Den Grund für diese stärkere Norddrift des Meereises sehen die Wissenschaftler vor allem in stärkeren Winden über dem Ross- und Wedellmeer, die das Eis vermehrt von der Küste wegschieben. Das entscheidende Ergebnis aber ist die Menge des auf diese Weise ins Südpolarmeer transportierten Süßwassers:  Den Berechnungen der Forscher nach sinkt der Salzgehalt an der Eiskante des Südpolarmeeres dadurch mit einer Rate von 0,02 Gramm Salz pro Kilogramm Meerwasser pro Dekade. "Das stimmt gut mit der beobachteten Versüßung des Südpolarmeeres überein", konstatieren sie.

Die neuen Erkenntnisse demonstrieren zwei Dinge: Zum einen sind die Vorgänge gerade an den Übergangszonen von Eis, Land und Meer komplexer, als es viele Modelle berücksichtigen. In diesem Falle beispielsweise spielt nicht nur die bloße Menge des Meereises oder des Schmelzwassers eine Rolle, sondern auch Transportvorgänge innerhalb der Meereisflächen. Zum anderen aber ist das Meereis ein weitaus aktiverer Mitspieler im Klimasystem als bisher gedacht. Statt nur Indikator für den Klimawandel zu sein, sorgt es für Umverteilungen von Kälte, Salz und Wasser und beeinflusst so direkt die Schichtung des Ozeans und möglicherweise auch die Arbeit der polaren Umwälzpumpen.

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