Wärmeres Tiefenwasser rückt näher an die Antarktis

Der Südliche Ozean ist ein zentraler Bestandteil des globalen Klimasystems. Er verbindet die großen Ozeanbecken miteinander und steuert über die Meridionale Umwälzzirkulation den Austausch von Wärme, Kohlenstoff und Nährstoffen zwischen Oberfläche und der Tiefsee. Veränderungen in dieser Region haben daher potenziell weitreichende Auswirkungen auf das Klimasystem.

Tiefenwasserbildung und Auftrieb

In den Randbereichen der Antarktis führt starke Abkühlung zur Bildung dichter Wassermassen, aus denen Antarctic Bottom Water entsteht. Dieses sinkt in die Tiefsee ab und trägt zur globalen Belüftung der Ozeanbecken bei. Gleichzeitig sorgen Wind und Meereswirbel für den Aufstieg von Tiefenwasser, wodurch ein großräumiger Kreislauf entsteht, der die vertikale Struktur des Ozeans prägt und für den Austausch von Wärme und gelöstem Kohlenstoff entscheidend ist.

Circumpolar Deep Water als Wärmeträger

Eine besondere Rolle spielt das Circumpolar Deep Water, das aus einer Mischung verschiedener Tiefenwasserquellen entsteht und relativ warme Wassermassen durch den Südlichen Ozean transportiert. Dieses Wasser kann an der antarktischen Kontinentalplatte Temperaturen über dem Gefrierpunkt erreichen und damit zur Schmelze von Schelfeis beitragen. Wie stark diese Wärme tatsächlich an die Eisschelfe gelangt, hängt von komplexen Wechselwirkungen zwischen Wind, Meereswirbeln und der Form des Meeresbodens ab.

Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation

Beobachtungen deuten darauf hin, dass sich die Westwinde der Südhalbkugel in den vergangenen Jahrzehnten polwärts verschoben haben. Gleichzeitig zeigen sich Veränderungen im Antarktischen Zirkumpolarstrom, die häufig mit der Südlichen Annular Mode in Verbindung gebracht werden. Diese atmosphärischen Verschiebungen beeinflussen die großräumige Ozeanzirkulation und können dazu führen, dass sich der Auftrieb von Tiefenwasser verlagert und wärmere Wassermassen näher an die Antarktis gelangen.

Verschiebung von Wassermassen

Aktuelle Analysen von Messdaten und Modellrechnungen weisen darauf hin, dass sich Circumpolar Deep Water in den oberen 2000 Metern des Südlichen Ozeans polwärts verlagert hat. Gleichzeitig verändern sich angrenzende Wassermassen wie Antarctic Bottom Water, Antarctic Intermediate Water und Subantarctic Mode Water. Diese Entwicklungen deuten auf eine umfassende Umstrukturierung der Wasserschichtung hin, bei der sich die Verteilung von Wärme und Dichte im Ozean neu organisiert.

Rückgang von Antarctic Bottom Water

Parallel dazu zeigen Beobachtungen, dass Antarctic Bottom Water in mehreren Regionen an Volumen verliert, sich erwärmt und versüßt. Dies spricht für eine abgeschwächte Bildung dieses Tiefenwassers und eine geringere Belüftung der Tiefsee. Da diese Wassermasse große Mengen an Wärme und Kohlenstoff langfristig speichert, kann ihre Veränderung Auswirkungen auf die globale Klimaregulation haben.

Klimatische Folgen

Als mögliche Treiber dieser Entwicklungen gelten Veränderungen der Windzirkulation, Änderungen in der Meereisbedeckung und im Süßwassereintrag sowie eine veränderte Bildung von Tiefenwasser. Diese Faktoren wirken nicht isoliert, sondern greifen ineinander und können die großräumige Dynamik des Südlichen Ozeans auf unterschiedlichen Zeitskalen beeinflussen. Eine polwärts gerichtete Verschiebung von Circumpolar Deep Water könnte dazu führen, dass mehr Wärme in Richtung der antarktischen Schelfe transportiert wird, was die Eisschmelze verstärken würde. Gleichzeitig könnte eine Abschwächung der Tiefenwasserbildung die Fähigkeit des Ozeans verringern, Wärme und Kohlenstoff in der Tiefe zu speichern. Damit sind die beobachteten Veränderungen nicht nur für die Region selbst, sondern auch für den globalen Meeresspiegel und den Kohlenstoffkreislauf von Bedeutung.

(red)