Von Dagmar Röhrlich
Meeresströmungen sind für das Klima unseres Planeten von entscheidender Bedeutung. Derzeit treiben vor allem Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt die Meeresströmungen an. Allerdings wechseln sich seit zwei Millionen Jahren auf der Erde Eis- und Warmzeiten ab, und es ist weitgehend unbekannt, wie die Meere in den Eiszeiten funktionieren, wenn die globale Durchschnittstemperatur mal eben um 10 bis 20 Grad sinkt. Um für die Beantwortung dieser Frage gleichzeitig Wassertemperaturen und Salzgehalt der Ozeane vergangener Zeiten besser abschätzen zu können, haben amerikanische Forscher neue Analysemethoden entwickelt.
Wir schauen uns das Wasser an, das in den Sedimenten unterhalb des Meeresbodens eingeschlossen ist, das sogenannte Porenwasser. Dieses Wasser diffundiert sehr langsam durch das Sediment, so dass die chemische Zusammensetzung des Meereswassers vor 20.000 Jahren darin abzulesen ist, so langsam sind die Transportraten in dieser Flüssigkeit. Daniel Schrag von der Harvard University. Die Resultate dieser Analysen waren selbst für den Experten überraschend.
Die Temperatur der Tiefsee lag während der jüngsten Eiszeit vor 20.000 Jahren sehr viel niedriger als irgendjemand gedacht hat. Sie war tatsächlich nur sehr knapp über dem Gefrierpunkt von Meerwasser, der wegen des Salzgehaltes bei minus 1,9 Grad C liegt. Zudem war dieses Tiefenwasser ungewöhnlich salzreich. Beides legt nahe, dass sich die Tiefsee-Zirkulationen damals sehr von den heutigen unterscheiden.
Das Tiefenwasser im Atlantik und Pazifik war viel kälter als heute. Bei globalen Tiefenwasser-Temperaturen um den Gefrierpunkt fällt die Temperatur als Triebfeder für die Meeresströmungen flach. Statt dessen muss ein anderer Mechanismus greifen: nämlich die unterschiedlichen Salzgehalte. Diese salzgetriebenen Strömungen jedoch sind langsamer als die modernen Temperatur- und salzgetriebenen - und wohl auch resistenter gegenüber Veränderungen.
Das Tiefenwasser der Meere ist anscheinend vollkommen anders entstanden als heute, wo im Nordatlantik kaltes, salzhaltiges Wasser absinkt und das Tiefenwasser der Meere "füttert". Mit drei bis vier Grad ist diese "Quelle" relativ warm.
Während der jüngsten Eiszeit gab es anscheinend so viel Meereis, dass das Tiefenwasser direkt unter dem Eis als kalter, salzreicher Strom abgesunken ist, nachdem ihm die Eisbildung das Süßwasser entzogen hat. So entstand das sehr kalte und sehr salzreiche Wasser, das damals die Tiefen aller Ozeane füllte.
Anders als heute, wo das Tiefenwasser überwiegend im Nordatlantik entsteht, kam es während der jüngsten Vereisung aus der Antarktis.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis unsere Studie ist, dass wir rund um die Antarktis sehr salziges Tiefenwasser haben. Die Südlichen Ozeane waren viel salzreicher als erwartet. Das aber hat Einfluss auf den Kohlendioxidzyklus in der Atmosphäre.
Der Gehalt an Kohlendioxid war in der jüngsten Eiszeit geringer als heute. Schrags Befunde legen nahe: Auf dem Höhepunkt der Eiszeit wirkte die Bildung des dichten, salzigen Tiefenwassers wie ein flüssiger CO2-Speicher am Meeresboden. Das Ozeanwasser löste das Treibhausgas aus der Atmosphäre und vergrub es in der Tiefsee, wenn es unter der Eisdecke absank.
Für die Modelle der Klimaforscher bedeuten die Analysen von Dan Schrag nichts Gutes. Die Ergebnisse seiner Messungen lassen sich mit keinem der gängigen Modelle richtig simulieren. Offenbar, so Schrag, seien wichtige ozeanische Regelungsmechanismen bislang noch nicht richtig eingearbeitet.
Meeresströmungen sind für das Klima unseres Planeten von entscheidender Bedeutung. Derzeit treiben vor allem Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt die Meeresströmungen an. Allerdings wechseln sich seit zwei Millionen Jahren auf der Erde Eis- und Warmzeiten ab, und es ist weitgehend unbekannt, wie die Meere in den Eiszeiten funktionieren, wenn die globale Durchschnittstemperatur mal eben um 10 bis 20 Grad sinkt. Um für die Beantwortung dieser Frage gleichzeitig Wassertemperaturen und Salzgehalt der Ozeane vergangener Zeiten besser abschätzen zu können, haben amerikanische Forscher neue Analysemethoden entwickelt.
Wir schauen uns das Wasser an, das in den Sedimenten unterhalb des Meeresbodens eingeschlossen ist, das sogenannte Porenwasser. Dieses Wasser diffundiert sehr langsam durch das Sediment, so dass die chemische Zusammensetzung des Meereswassers vor 20.000 Jahren darin abzulesen ist, so langsam sind die Transportraten in dieser Flüssigkeit. Daniel Schrag von der Harvard University. Die Resultate dieser Analysen waren selbst für den Experten überraschend.
Die Temperatur der Tiefsee lag während der jüngsten Eiszeit vor 20.000 Jahren sehr viel niedriger als irgendjemand gedacht hat. Sie war tatsächlich nur sehr knapp über dem Gefrierpunkt von Meerwasser, der wegen des Salzgehaltes bei minus 1,9 Grad C liegt. Zudem war dieses Tiefenwasser ungewöhnlich salzreich. Beides legt nahe, dass sich die Tiefsee-Zirkulationen damals sehr von den heutigen unterscheiden.
Das Tiefenwasser im Atlantik und Pazifik war viel kälter als heute. Bei globalen Tiefenwasser-Temperaturen um den Gefrierpunkt fällt die Temperatur als Triebfeder für die Meeresströmungen flach. Statt dessen muss ein anderer Mechanismus greifen: nämlich die unterschiedlichen Salzgehalte. Diese salzgetriebenen Strömungen jedoch sind langsamer als die modernen Temperatur- und salzgetriebenen - und wohl auch resistenter gegenüber Veränderungen.
Das Tiefenwasser der Meere ist anscheinend vollkommen anders entstanden als heute, wo im Nordatlantik kaltes, salzhaltiges Wasser absinkt und das Tiefenwasser der Meere "füttert". Mit drei bis vier Grad ist diese "Quelle" relativ warm.
Während der jüngsten Eiszeit gab es anscheinend so viel Meereis, dass das Tiefenwasser direkt unter dem Eis als kalter, salzreicher Strom abgesunken ist, nachdem ihm die Eisbildung das Süßwasser entzogen hat. So entstand das sehr kalte und sehr salzreiche Wasser, das damals die Tiefen aller Ozeane füllte.
Anders als heute, wo das Tiefenwasser überwiegend im Nordatlantik entsteht, kam es während der jüngsten Vereisung aus der Antarktis.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis unsere Studie ist, dass wir rund um die Antarktis sehr salziges Tiefenwasser haben. Die Südlichen Ozeane waren viel salzreicher als erwartet. Das aber hat Einfluss auf den Kohlendioxidzyklus in der Atmosphäre.
Der Gehalt an Kohlendioxid war in der jüngsten Eiszeit geringer als heute. Schrags Befunde legen nahe: Auf dem Höhepunkt der Eiszeit wirkte die Bildung des dichten, salzigen Tiefenwassers wie ein flüssiger CO2-Speicher am Meeresboden. Das Ozeanwasser löste das Treibhausgas aus der Atmosphäre und vergrub es in der Tiefsee, wenn es unter der Eisdecke absank.
Für die Modelle der Klimaforscher bedeuten die Analysen von Dan Schrag nichts Gutes. Die Ergebnisse seiner Messungen lassen sich mit keinem der gängigen Modelle richtig simulieren. Offenbar, so Schrag, seien wichtige ozeanische Regelungsmechanismen bislang noch nicht richtig eingearbeitet.