Wichtige Ozeanströmung: Die südliche Umwälzpumpe verliert an Kraft

Die sogenannte südliche Umwälzpumpe ist eine Tiefenströmung im Südozean und für die globale Meereszirkulation von entscheidender Bedeutung. Wie aktuelle Untersuchungen zeigen, wird diese Strömung nun schwächer. Bereits bis 2050 könnte sie um etwa 40 Prozent schwächer werden. Der Grund ist der Klimawandel, der diesen südlichen Motor der globalen Strömungen in den Ozeanen sogar stärker ausbremst als die Umwälzpumpe im Nordatlantik. Die Folgen für die Weltmeere, das globale Klima und die ozeanischen Stoffkreisläufe wären fatal.

Globales Strömungssystem ist essentiell für das Klima

Die globale Strömungszirkulation in den Ozeanen ist essentiell für das Klima sowie für marine Stoffkreisläufe. Die Strömungsbahnen, die über den gesamten Globus verlaufen, transportieren Wärme von der Oberfläche in die Tiefe und bringen an anderer Stelle kaltes und Nährstoffreiches Tiefenwasser in die oberen Meeresschichten. Diese Umwälzpumpen sind der Grund dafür, dass der Ozean als Klimapuffer wirken kann. Das globale Strömungssystem wird von zwei großen „Umwälzpumpen“ angetrieben: Der Atlantischen Meridionale Umwälzströmung im Nordatlantik (AMOC) und dem antarktischen Tiefenwasser (AABW).

Bereits seit einiger Zeit ist bekannt, dass der nördlicher Motor dieses Strömungssystems stottert. Der Einstrom von arktischem Schmelzwasser sowie die Erwärmung der Meere hat dazu geführt, dass die nordatlantische Umwälzströmung deutlich schwächer geworden ist. Experten gehen davon aus, dass die Strömung sogar kurz vor einem Kipppunkt steht. Im schlimmsten Fall könnte sie sogar komplett zum Erliegen kommen, was schwerwiegende Folgen für das Klima in Europa nach sich zöge.

Die südliche Umwälzpumpe wird schwächer

Neue Analysen zeigen nun, dass auch die südliche Umwälzpumpe schwächer wird. Und sie könnte sogar noch anfälliger sein als ihre „Partnerströmung“ im Norden. „Jedes Jahr sinken rund 250 Billionen Tonnen kaltes, salziges und sauerstoffreiches Wasser rund um die Antarktis in die Tiefe. Dieses Wasser fließt dann nordwärts und transportiert Sauerstoff in die Tiefenwasser des Indischen, Pazifischen und Atlantischen Ozeans„, so Matthew England von der University of New South Wales, Koautor der neuen Analyse.

Messungen zufolge ist das für diese Strömung so wichtige antarktische Tiefenwasser in den letzten Jahren und Jahrzehnten immer wärmer geworden. Das Team rznd um England und Erstautor Quan Li vom Massachusetts Institute of Technology haben nun mithilfe von hochauflösenden Ozean-Meereis-Modellen untersucht, welche Ursachen dies hat und welche Folgen sich aus dieser Temperaturtendenz ergeben.

Schuld an der Erwärmung des antarktischen Tiefenwassers hat der Analyse zufolge das Tauen des antarktischen Eises sowie die Verschiebung großräumiger Windbänder rund um die Antarktis. Beide dieser Faktoren wurden durch den globalen Klimawandel ausgelöst. Der vermehrte Einstrom von salzarmen Schmelzwasser hemmt das Absinken kalten Wassers in die Tiefe, wie die Forscher:innen mithilfe der Modelle herausfanden.

„Diese verringerte Bildung des atlantischen Tiefenwassers führt zu einer Erwärmung und Alterung des tiefen Ozeans, wie es jüngste Messungen gezeigt haben„, so das Team. Dies führe zur Abnahme des Volumens des kalten Tiefenwassers, was die nordwärts gerichtete Tiefenströmung schwächer werden lässt. Den Simulationen der Forscher:innen ergaben, dass diese Abschwächung der südlichen Umwälzpumpe könnte sich bereits ab den 2030er Jahren bemerkbar machen. „Damit zeigt unsere Studie, dass das Abschmelzen der Eisflächen dramatische Auswirkungen auf eine für das globale Klima wichtige Umwälzströmung hat„, so Seniorautorin Adele Morrison von der Australian National University in Canberra.

Drastische Folgen für die Weltmeere

Sollte der Klimawandel (und danach sieht es aktuell aus) weitergehen wie bisher, dann hätte dies drastische Folgen: „Wenn die globalen CO2-Emissionen sich im aktuellen Ausmaß fortsetzen, dann wird sich die antarktische Umwälzströmung bis zum Jahr 2050 um mehr als 40 Prozent abschwächen„, sagt England. Der südliche Motor des globalen Strömungssystems ist damit noch anfälliger als die nördliche Umwälzpumpe. Bis 2050 wird sie den Prognosen zufolge bis 2050 um etwa 19 Prozent schwächer werden.

Sollte sich der Klimawandel auch nach 2050 noch fortsetzen, dann könnte die antarktische Tiefenströmung sogar ganz aussetzen, was den Zusammenbruch der Umwälzpumpe nach sich zöge. Sollte dies geschehen, dann würden die tiefen Wasserschichten der Weltmeere unterhalb von 4.000 Metern Wassertiefe kaum noch frisches, kaltes Wasser erhalten. „Die Folge wäre eine weitreichende Erwärmung der Tiefenwässer und eine verringerte Durchlüftung der Tiefsee„, so das Team. Zudem wäre auch der Nährstofftransport aus der Tiefe in die oberen Zonen der Meere gestört.

Aber auch heute ist die Situation bereits bedrohlich. „Die Schwächung der südlichen Umwälzpumpe würde die marine Zirkulation von Wärme, Frischwasser, Sauerstoff, Kohlenstoff und Nährstoffen tiefgreifend verändern. Die Folgen davon wären im gesamten globalen Ozean noch über Jahrhunderte hinweg zu spüren„, so Li und seine Kolleg:innen.

via University of New South Wales

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