Zusammenfassung:
Eine neue Studie kommt zu dem Ergebnis, dass das antarktische Meereis in den letzten Jahren weiter abgenommen hat, was zu erheblichen Veränderungen in der Tiefenstruktur des Ozeans der südlichen Hemisphäre führt. Beobachtungsdaten zeigen, dass eine wichtige, ausgedehnte Schicht des Meerwassers salziger, dichter und sinkender wird. Diese Veränderung könnte dazu führen, dass mehr Wärme in die Tiefsee gelangt, mit noch größeren Auswirkungen, als aktuelle Klimamodelle vorhersagen.
Jeden antarktischen Sommer schmelzen große Mengen Meereis und geben Süßwasser in den umgebenden Ozean ab. Durch diese saisonale Zufuhr von Süßwasser bleibt eine spezielle Meerwasserschicht namens „Antarktisches Mittelwasser“ für lange Zeit erhalten. Diese Wasserschicht mit niedrigem Salzgehalt ist in den Ozeanen der südlichen Hemisphäre weit verbreitet und spielt eine Schlüsselrolle bei der Speicherung von Kohlenstoff, dem Transport von Sauerstoff und dem Antrieb globaler Meeresströmungen und hilft der Erde bei der Umverteilung von Wärme, Süßwasser und Kohlenstoffelementen.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass zwischen 1995 und 2015 das durch das Schmelzen des sommerlichen Meereises erzeugte Süßwasser weiterhin die Stabilität dieses Ozeansystems aufrechterhielt. Doch von 2016 bis 2024, als die Meereisausdehnung der Antarktis auf historische Tiefststände sank, verringerte sich die Zufuhr von Süßwasser, das in den Ozean gelangte, deutlich, was dazu führte, dass das antarktische Mittelwasser schnell salziger und schwerer wurde und in tiefere Gewässer absinkte. Die Veränderung führte zu einer abrupten Umkehr der Salzgehalts- und Dichtetrends der letzten Jahrzehnte.
Relevante Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht. Für die Analyse nutzte das internationale Forschungsteam Daten des globalen Meeresbeobachtungsprogramms Argo. Der Plan überwacht kontinuierlich die Umgebung des oberen Ozeans durch etwa 4.000 autonome Drifterkennungsbojen und führt systematische Untersuchungen zu Ozeanveränderungen auf der Grundlage von Satellitenbeobachtungen und Atmosphärendaten durch.
Bishakhdatta Gayan, einer der Leiter der Studie und außerordentlicher Professor an der University of Melbourne und dem Indian Institute of Science, sagte, dass die antarktische Region als „Süßwassermotor“ des globalen Ozeans bezeichnet werden kann und dass ihre Veränderungen die Ozeanzirkulation Tausende von Kilometern entfernt beeinflussen können. Vor 2016 verursachte das schmelzende Sommereis in der Antarktis etwa das Dreifache des jährlichen Abflusses des Amazonas. Seit 2016 liegt das antarktische Meereis auf Rekordtiefständen, was zu einer plötzlichen Abschwächung dieses wichtigen saisonalen Süßwassereintrags führte, wobei die Menge des Schmelzwassers auf etwa das Doppelte des jährlichen Zuflusses des Amazonas sank.
Co-Autor Professor Alberto Navera Garabato von der University of Southampton, Großbritannien, sagte, diese Veränderung sei ein weiterer Beweis dafür, dass der Klimawandel fast alle Bereiche der Erdoberfläche betrifft. Während sich das salzigere und dichtere antarktische Mittelwasser nach Norden ausdehnt, wird es den Atlantik, den Indischen Ozean und den Pazifik durchqueren. Da diese Wasserschicht ein wichtiger Bestandteil der globalen Ozeanumwälzzirkulation ist, könnte sich der aktuelle Trend über Jahre oder sogar Jahrzehnte hinweg auf die atlantische meridionale Umwälzzirkulation in der Zukunft auswirken. Man geht davon aus, dass dieses Tiefseeströmungssystem eng mit der Klimastabilität in der Nordatlantikregion zusammenhängt.
Die Forscher wiesen außerdem darauf hin, dass diese Veränderung letztendlich auch Auswirkungen auf die atmosphärische Zirkulation, Wettermuster und Sturmbahnen in der südlichen Hemisphäre haben könnte. Obwohl die direktesten Auswirkungen in den Gewässern rund um die Antarktis auftreten, können sich die Folgeeffekte nach und nach auf die ganze Welt ausweiten.
Neben den Meeresströmungssystemen beschäftigt das Forschungsteam auch mögliche Veränderungen in der Fähigkeit des Ozeans, Wärme aufzunehmen. Der Ozean gilt derzeit als wichtiger „Klimapuffer“ der Erde, der den Großteil der durch menschliche Aktivitäten erzeugten zusätzlichen Wärme und großen Mengen Kohlendioxid aufnehmen und speichern und so den Prozess der globalen Erwärmung verlangsamen kann.
Kaushik Mishra, der Erstautor der Arbeit und Doktorand am Indian Institute of Science, sagte, dass diese plötzliche Umkehr einen wichtigen Rückkopplungsmechanismus offenbarte, der in früheren Modellen möglicherweise fehlte. In diesem Stadium absorbiert der Ozean mehr als 90 % der zusätzlichen Wärme, die durch menschliche Aktivitäten an die Umwelt abgegeben wird, wobei der größte Teil davon im oberen Ozean gespeichert wird. Wenn die Mittelwasserschicht der Antarktis weiter schwächer wird, könnte überschüssige Wärme in tiefere Gewässer transportiert werden. Dies bedeutet, dass bestehende Klimamodelle möglicherweise das Ausmaß der Erwärmung der Tiefsee unterschätzen, was sich auf die Einschätzung des regionalen Meeresspiegelanstiegs und künftiger Änderungen der Ozean- und Landtemperaturen auswirkt.
Die Forscher wiesen auch darauf hin, dass, wenn das veränderte antarktische Mittelwasser den Sinkprozess des Meerwassers beeinflusst, auch die Fähigkeit des Ozeans, Kohlenstoff zu speichern, beeinträchtigt sein könnte, es jedoch immer noch große Unsicherheit über das spezifische Ausmaß der Auswirkungen und den Zeitpunkt des Auftretens besteht.
Gayan glaubt, dass diese Veränderung bedeuten könnte, dass sich das atlantische Ozeansystem und die mittlere Wasserzirkulation der Antarktis einem wichtigen kritischen Punkt nähern. Sobald diese Schwelle überschritten wird, wird das Klima der südlichen Hemisphäre wahrscheinlich stärkere und länger anhaltende Veränderungen erfahren.
Es ist erwähnenswert, dass Forscher sagten, dass die letzte große Verschiebung in eine ähnliche Richtung im Mittelwasser der Antarktis während der letzten Zwischeneiszeit vor etwa 130.000 Jahren stattfand. Der antarktische Eisschild war viel kleiner als heute, und dieser Wandel dauerte Tausende von Jahren.
Im Gegensatz dazu vollzogen sich die dieses Mal beobachteten Veränderungen rasch in weniger als zwei Jahrzehnten. Das Forschungsteam warnte, dass eine derart schnelle Neuorganisation des Ozeansystems in modernen Beobachtungsaufzeichnungen äußerst selten vorkomme, was darauf hindeutet, dass der Rückgang des antarktischen Meereises die globalen Ozean- und Klimasysteme möglicherweise in eine neue Phase treibt.
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