Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Süßwassertransport im Südpolarmeer

Süßwassertransport im Südpolarmeer

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.09.2016 15:28

Die Ozeanzirkulation gehört zu den umfassendsten Phänomenen im Erdsystem. Wie ein Förderband verbinden Meeresströmungen alle Ozeanbecken und sorgen für den Austausch zwischen den Weltmeeren und zwischen den Ozeanstockwerken. Forscher der ETH Zürich haben jetzt einen bislang übersehenen Faktor entdeckt, der im Südpolarmeer für einen großräumigen Austausch von Süßwasser sorgt: das Meereis.

Blick auf antarktisches Meereis. (Bild: Nature/ETH Zürich/A. Haumann)Jeden Herbst und Winter friert auf dem Südpolarmeer rings um die Antarktis eine gut 50 Zentimeter dicke Eisdecke von der Ausdehnung des Nordamerikanischen Kontinents heran und taut im folgenden Frühjahr und Sommer wieder ab. „Das entspricht in der Wassermenge der Hälfte aller Flüsse auf der Erde“, erklärt Alexander Haumann, Doktorand am Institut für Biogeochemie der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich und Hauptautor eines „Nature“-Berichts, der die Bedeutung dieser Eisdecke für den Stoffkreislauf in den Weltmeeren bewertet hat. Per Saldo ändert sich nichts, da es sich um gefrierendes Meerwasser handelt: Was dem Ozean im Herbst entzogen wird, wird im Frühjahr wieder hinzugefügt. „Allerdings findet eine Umverteilung in der Vertikalen und vor allem horizontal statt“, betont der Klimaforscher. Das Meereis rückt damit unversehens in die Rolle eines Akteurs im Ozeangeschehen. Es steuert einen Kreislauf, der bis weit vor die antarktische Küste reicht. „Der Transport kann über mehr als 1000 Kilometer stattfinden“, so Haumann.

Ablandige Winde vom antarktischen Kontinent treiben das Eis fast den halben Weg bis zur geographischen Breite Neuseelands, bevor es schmilzt. Die Schollen sind jedoch nichts anderes als gewaltige Süßwassertanker, schmelzen sie tief im Südpolarmeer, senken sie dort den Salzgehalt des Oberflächenwassers spürbar. In Antarktisnähe fördert das Meereis dagegen die entgegengesetzte Entwicklung. Beim Frieren der Schollen bleibt das Salz, im Durchschnitt immerhin gut 34 Gramm pro Kilogramm Meerwasser, zurück. Das Oberflächenwasser des Kontinentalschelfs wird dadurch salziger und schwerer und sinkt in die Tiefe ab. Dieser Prozess ist eines der Schwungräder, die die Ozeanzirkulation in Gang hält. „Versüßtes“ Oberflächenwasser und salziges Tiefenwasser treffen sich schließlich weit draußen im Südpolarmeer, wo das eine absinkt und das andere aufwallt, sich beide mischen und gemeinsam ihre Reise durch die Weltmeere fortsetzen.

Schleichende Versüßung des Ozeans


Antarktisches Meereis und Eisschollen. (Bild: Nature/ETH Zürich/A. Haumann) Die „Versüßung“ des Südpolarmeeres ist keine neue Entwicklung. „Über Jahrzehnte haben Wissenschaftler die Veränderungen im Salzgehalt beobachtet“, sagt Haumann. Neu ist, dass nach den überschlägigen Kalkulationen der Zürcher das Meereis für fast zwei Drittel dieser Veränderung verantwortlich sein könnte. Für ihre Kalkulation griffen die Geowissenschaftler auf Daten seit Beginn der satellitengestützten Erdbeobachtung Ende der 70er Jahre zurück. Mit den Informationen aus dem Orbit, mit Messdaten von schiffs- und landgestützten Kampagnen und nicht zuletzt mit Hilfe meteorologischer Datenbanken können Zeitreihen für alle relevanten Parameter aufgestellt werden: Vom Salzgehalt und Temperatur der Meere über die Ausdehnung und Dicke des Meereises bis hin zu Windrichtung und -stärke. Jede dieser Statistiken ist zwar mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, doch die Zürcher Forscher um Alexander Haumann glauben, dass diese Unsicherheiten beherrschbar sind. „Wir können nicht sagen, was an einem bestimmten Punkt zu einer bestimmten Zeit passiert ist“, so Haumann, „aber die Sicherheit reicht aus, um zu sagen wie viel Eis über die gesamte Fläche gesehen jedes Jahr von der Küste in den Norden transportiert wird.“

Regionale Differenzen sind allerdings auch unter diesen Umständen zu erkennen. So geht die Zunahme des Meereistransportes und in seiner Folge das Ausmaß der Ozeanversüßung in den vergangenen 30 Jahren vor allem auf das Konto des Pazifischen Sektors. „ Das deckt sich mit den Veränderungen, die wir über diesen Zeitraum in der atmosphärischen Zirkulation sehen“, so Haumann. Über dem Ross-Meer an der Pazifischen Antarktisküste haben die ablandigen Winde an Stärke zugenommen. Dadurch treiben sie mehr Eis tiefer in das Südpolarmeer hinein. Die stärkeren Winde fördern aber auch die Meereisbildung selbst, denn die vom antarktischen Eisschild herabströmende Luft ist sehr kalt und lässt mehr Ozeanwasser als vorher gefrieren. Das zweite Hauptproduktionsgebiet für nordwärts driftendes Meereis ist das Weddellmeer im Atlantischen Sektor. „Hier sehen wir sogar eine leichte Abnahme im Transport“, erläutert Alexander Haumann. Allerdings ist noch unklar, ob diese Entwicklung nicht einfach eine Folge von Mängeln in der Statistik ist.

Unsichere Aussichten für Meereis


Luftaufnahme: Die Polarstern bei der Fahrt durch antarktisches Meereis im Weddellmeer. (Bild: Mario Hoppmann)Die große Frage ist, wie sich dieser Kreislauf in Zukunft verhalten wird. Die globalen Klimamodelle bieten momentan keine Hilfe, weil sie die Entwicklung des Meereises nicht korrekt darstellen können. „Die meisten globalen Modelle zeigen, dass das Meereis sich über die letzten 30 Jahre auch in der Antarktis langsam zurückbildet“, erklärt Alexander Haumann, „in den Beobachtung sehen wir aber das Gegenteil. Wir sehen, dass das Meereis langsam zugenommen hat.“ Wenn die Modelle schon die Vergangenheit verzeichnen, werden sie die Zukunft kaum verlässlich vorhersagen können. Grundsätzlich ist aber davon auszugehen, dass in einem wärmeren Erdklima Meereis selbst in der Südpolregion einen schwereren Stand haben dürfte - eine Umkehr des derzeitigen Trends erscheint zumindest nicht unwahrscheinlich.