Die Tiefsee ist ein wichtiger Puffer im Klimasystem. Jetzt zeigt sich: In der Grönlandsee hat sich das Tiefenwasser bereits zehn Mal stärker erwärmt als im Rest der Ozeane. Das deutet auf ein gestörtes Gleichgewicht zwischen Abkühlung an der kalten Oberfläche und dem Einstrom warmen Wassers aus den Küstenbereichen hin, wie Forscher im Fachmagazin „Geophysical Research Letters“ berichten. Was dies für das Puffersystem Ozean bedeutet, sollen nun weitere Untersuchungen klären.
Es scheint auf den ersten Blick paradox: In der Grönlandsee ist das Tiefenwasser des Nordpolarmeeres deutlich wärmer als die darüber liegenden Wasserschichten. Hier herrschen nur rund -0,9 Grad Celsius statt der -1,8 Grad an der Wasseroberfläche. Der Grund dafür: Wenn das Meerwasser aus den flachen Randbereichen des Ozeans absinkt, kreuzt es dabei eine warme Strömung aus dem Atlantik und reißt einen Teil dieses warmen Wassers mit in die Tiefe. Dadurch transportiert sie Wärme aus einer höher gelegenen Wasserschicht bis tief zum Grund des Arktischen Ozeans, wo sich dieses warme, salzige Wasser sammelt und anschließend als warmes Tiefenwasser in die Grönlandsee strömt.
Zehnmal stärker erwärmt als der Rest der Meere
Jetzt zeigt sich: Dieses Tiefenwasser wird immer wärmer. Forscher des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) stellten dies fest, als sie Temperaturmessungen der Jahre 1950 bis 2010 aus den Tiefen der Grönlandsee auswerteten. Das Ergebnis ihrer Analyse: In den letzten dreißig Jahren ist die Wassertemperatur unterhalb von 2.000 Metern Tiefe um 0,3 Grad Celsius gestiegen.
„Das hört sich nach wenig an, aber wir müssen die Zahl in Relation zu der großen Masse der erwärmten Wasserschicht sehen“, sagt Erstautorin Raquel Somavilla Cabrillo vom AWI. Zum Vergleich: Die in der tiefen Grönlandsee zusätzlich gespeicherte Energie würde einer Erwärmung der Atmosphäre von Europa um vier Grad Celsius entsprechen. „Die Grönlandsee macht zwar nur einen kleinen Teil des Ozeans aus. Aber mit einer Erhöhung um 0,3 Grad haben wir in der tiefen Grönlandsee eine zehnmal schnellere Erwärmung als im Mittel im Weltozean“, so die Forscherin. Allerdings müsse man berücksichtigen, dass besonders in der Tiefsee große Gebiete bisher wenig untersucht sind.
Gleichgewicht gestört
Als Ursache der Erwärmung in der Grönlandsee sieht die Wissenschaftlerin das veränderte Zusammenspiel zwischen dem absinkenden, sehr kalten Oberflächenwasser und dem einströmenden relativ warmen Tiefenwasser aus der Arktis. Bis zum Jahr 1980 standen beide Prozesse offenbar im Gleichgewicht. Seit Anfang der 1980er Jahre aber wird der warme Einstrom aus der Arktis nicht mehr durch tiefreichende Abkühlung in der Grönlandsee kompensiert.
„Früher hat der Ozean östlich von Grönland im Winter so viel Wärme an die Luft abgegeben, dass die Wassersäule durch das sehr kalte Wasser an der Oberfläche instabil wurde und sich häufig bis zum Boden durchmischte“, erläutert Somavilla. Diese Abkühlung des tiefen Ozeans, so die Forscherin, fand jedoch in den vergangenen dreißig Jahren nicht mehr statt. Das relativ warme Tiefenwasser aus dem Arktischen Ozean dagegen ströme weiterhin in das grönländische Tiefseebecken.
Klimapuffer mit vielen Unbekannten
Gerade die Tiefsee gilt als wichtiges Stellglied für das globale Klimasystem. Denn sie speichert Wärme und kann dadurch einen Teil der Erwärmung abpuffern – zumindest für eine gewisse Zeit. Doch um die Reaktion der Ozeane auf sich ändernde Klimabedingungen genauer zu entschlüsseln, müssen sie diese bisher wenig erforschten Regionen der Meere genau unter die Lupe nehmen.
„Die tiefen Ozeane bilden durch ihr großes Volumen und durch ihre große Trägheit im Austausch mit der Atmosphäre mächtige Puffer für die Klimaerwärmung“, sagt Schauer. „Besonders die Tiefsee der Polargebiete ist aber wenig untersucht. Wenn wir verstehen wollen, welche Rolle der tiefe Ozean im Klimasystem spielt, müssen wir die Messungen auch in anderen, schwer zugänglichen Gebieten wie der Arktis verbessern.“ Dafür hat sie bereits weitere Expeditionen mit der Polarstern geplant.
Geophysical Research Letters, 2013; doi: 10.1002/grl.50775)
(Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, 25.09.2013 – NPO)
