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Mittwoch, 29.03.2017
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Ozeanböden im neuen Licht

Meeresbodenoberfläche beeinflusst Meeresströmungen und Klima

Große Bereiche der Tiefsee sind heute weniger gut erforscht, als die Oberfläche des Mondes oder des Planeten Mars. Doch inzwischen ist bekannt, dass das Relief der Ozeanböden einen großen Einfluss auf den Verlauf von Meeresströmungen nimmt – und somit auch auf das Klima. Entsprechend groß sind die Bemühungen von Forschern aus aller Welt, die „weißen Flecken“ auf den Tiefseekarten zu tilgen. So werden nun unter deutscher Leitung auch erstmals alle Daten über die Meeresböden rund um die Wetterküche Antarktis zusammengetragen.
Weddellmeer

Weddellmeer

„In den Ozeanen umkreisen riesige Meeresströmungen den Globus wie ein Förderband und transportieren dabei unvorstellbare Wassermassen“, erklärt Hans-Werner Schenke vom Alfred-Wegener-Institut (AWI). Die Meeresströmungen nehmen dabei einen großen Einfluss auf den Wärmehaushalt und damit auf das Klima ganzer Kontinente. Großräumige Strukturen des Meeresbodens in Form von submarinen Bergen, Tälern und Schwellen beeinflussen und steuern diese Strömungs- und Transportabläufe. „Einen ähnlichen Einfluss haben Gebirgszüge auf dem Festland als Barrieren für Winde“, zieht Schenke einen anschaulichen Vergleich.

Meeresboden neu vermessen


Doch vor allem im Südlichen Ozean rund um die Antarktis gibt es große Bereiche, die selbst heute noch vollkommen unerforscht, ja sogar unbekannt sind. Dies soll sich jedoch nun ändern. Denn Schenke koordiniert zusammen mit seinem Kollegen Norbert Ott die Erstellung einer neuen Internationalen Bathymetrischen Karte des Südlichen Ozeans, kurz IBCSO. „Eine wichtige Aufgabe des Projektes ist es, die weltweit verstreuten Karten, Daten und Informationen zu sammeln, zu sichten und zu bearbeiten“, fasst Ott zusammen. „Mit computergestützten Methoden soll ein genaues Abbild der Meeresbodenbodenoberfläche berechnet werden, das der Realität möglichst nahe kommt.“

Zusätzlich erfolgt eine Datensammlung vor Ort mithilfe moderner Forschungsschiffe wie dem deutschen Forschungseisbrecher ‚FS Polarstern’. Für die flächenhafte hydroakustische Vermessung des Meeresbodens ist auf dem Schiff eine spezielle Fächerecholotanlage eingebaut, die Ultraschallsignale aussendet. Die Zeitdauer, welche die vom Meeresboden reflektierten Signale als Echo zurück zum Schiff benötigen, gibt den Forschern Aufschluss über das dortige Relief Die präzise Navigation und die genaue Positionsbestimmung des Schiffes auf See erfolgt mit Hilfe des GPS.

Ozeankarten für Klimaprognosen


Fächersonar

Fächersonar

„Die hieraus abgeleiteten bathymetrischen Karten sind wichtig, um das Zusammenspiel zwischen Meeresbodentopographie, Meeresströmungen und Klima besser verstehen zu können“, erläutert Schenke. „Denn detaillierte Kenntnisse über die Lage und Verteilung von Tiefeseebecken und Schwellen sind für das Verständnis von Wechselwirkungen von großer Wichtigkeit.“ So transportiert beispielsweise der arktische Labradorstrom durch das Schmelzen der Eismassen im Nordpolarmeer zusätzliche Mengen an kaltem Wasser als Tiefenströmung nach Süden. Dort könnte es möglicherweise das warme Wasser des Golfstroms als Wärmequelle für Europa umlenken oder aus dem Takt bringen und so das bisherige Gleichgewicht empfindlich stören.


Wetterküche Südlicher Ozean


Wie einschneidend solche Änderungen sein können, lässt sich am Beispiel der geologischen Entwicklung des Antarktischen Kontinents nachvollziehen. „Die Antarktische Festlandsmasse war in erdgeschichtlicher Zeit ein früheres Kernstück des Superkontinents Gondwana und stand in Verbindung mit nahezu allen anderen Kontinenten“, schildert Ott. „Durch den beginnenden Zerfall des Gondwana-Kontinents bewegten sich jedoch die Kontinentalmassen in verschiedene Richtungen auseinander. Vor rund 27 Millionen Jahren geschah dann etwas Entscheidendes für die weitere Entwicklung der Meeresströmungen und des globalen Klimas insgesamt: Die letzte bestehende Landverbindung zwischen Südamerika und Antarktika wurde unterbrochen.

„Damit war der Weg frei für die Ausbildung des Antarktischen Zirkumpolarstroms, der nun ungehindert im Uhrzeigersinn um Antarktika rast“, erläutert Schenke die enorme Bedeutung. Die kalte Ringströmung beeinflusst seitdem alle Ozeane – vom Südatlantik über den Indischen Ozean bis hin zum Südpazifik. Damit spielt sie eine zentrale Rolle für das globale Klima und sorgt nebenbei für eine thermische Isolation des Antarktischen Kontinents. Denn der ist heute nahezu komplett von einem kilometerdicken Eispanzer bedeckt, obwohl dort früher ein gemäßigt kaltes Klima herrschte.

„Durch die Erforschung dieser historischen Prozesse erhalten wir ein besseres Verständnis für die derzeitigen Umwälzungen durch den Klimawandel“, fasst Ott zusammen. „Und die Meeresströmungen – beeinflusst durch das Relief am Ozeangrund – scheinen eine zentrale Rolle dabei zu spielen“, fügt Schenke hinzu. „Umso wichtiger ist es, endlich genaue topographische Karten für die weiteren Forschungen zu erhalten – wir sind schon gespannt auf das Ergebnis.“
(Norbert Ott, Hans Werner Schenke / Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung , 12.10.2007 - AHE)
 
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