Schlüsselregion neu kartiert: Der Südozean ist für das Klima, die Meeresströmungen und das Eis der Antarktis von entscheidender Bedeutung. Jetzt zeigt eine neue Kartierung auf Basis von mehr als 25,5 Milliarden Messungen die Bathymetrie dieser Region in beispiellosem Detail. Erstmals wird dadurch auch die Struktur des Meeresgrunds unter der antarktischen Ringströmung und den großen Meerespassagen der Südhalbkugel sichtbar.
Rund um den antarktischen Kontinent erstreckt sich eine Schlüsselregion für das System Erde und das Weltklima: Der Südozean bildet das verbindende Element der weltumspannenden Ozeanzirkulation und beeinflusst dadurch die Meeresströmungen in Pazifik, Atlantik und im Indischen Ozean. Zudem nimmt das kalte Wasser des Südlichen Ozeans enorme Mengen an CO2 und Wärme auf und wirkt damit als Puffer im irdischen Klimasystem.
Meeresgrund prägt Strömungen und Gletscher
Wie gut dies funktioniert und wie sich die Strömungen verhalten, hängt dabei in großem Maße von der Topografie des Meeresgrunds ab. „Warme Wassermassen etwa fließen in tiefen Trögen im Kontinentalschelf bis zu den Eisschelfen und Gletschern der Antarktis und beeinflussen deren Abschmelzen“, erklärt Boris Dorschel, Leiter der Bathymetrie am Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven. „Umgekehrt hängt auch das Abfließen von Gletschern sowie die Stabilität von Eisschilden maßgeblich von der Beschaffenheit des Untergrunds ab.“
Auch die Lebensvielfalt im Meer ist beeinflusst von Meeresbodenstrukturen. Deshalb sind möglichst genaue Informationen zur Bodentopografie für meeres- und klimawissenschaftliche Forschung unabdingbar. Doch gerade im Südozean waren bisher nur wenige Regionen des Meeresbodens detailliert vermessen und kartiert. Denn solche genauen bathymetrischen Daten können nur von Schiffen aus gesammelt werden. Satellitendaten liefern dagegen ein flächendeckendes, aber nur relativ grob aufgelöstes Bild.
Daten von 25,5 Milliarden Messungen ausgewertet
Um die Wissenslücken zu füllen, hat ein Team um Dorschel schon vor einigen Jahren das Projekt „International Bathymetric Chart of the Southern Ocean“ (IBCSO) gestartet, dessen Ziel die komplette Bodenkartierung des Südlichen Ozeans ist. 2013 veröffentlichte das Projekt eine erste bathymetrische Karte, die den Meeresgrund südlich des 60. Breitengrads umfasste. Allerdings fehlten dadurch Teilbereiche des Antarktischen Zirkumpolarstroms, zudem wurden seither neue Messdaten erhoben.
Jetzt haben Dorschel und sein Team eine zweite, umfassendere Version der Südozeankarte veröffentlicht. Sie basiert auf mehr als 25,5 Milliarden bathymetrischen Messungen, darunter vor allem von Schiffen erhobenen Daten. Für den Meeresgrund unter Packeis und Schelfeisflächen wertete das Team auch Daten von flugzeuggestützten Radar- und Gravimetriemessungen aus. Mithilfe spezieller statistischer Verfahren und geophysikalischer Modelle vereinheitlichten die Forschenden diese Daten so, dass daraus eine Karte entstehen konnte.
Erster Blick auch unter den Zirkumpolarstrom
„Mit der neuen Version von IBCSO liefern wir die bislang beste und detailreichste Abbildung des Südlichen Ozeans“, sagt Dorschel. „Sie deckt den kompletten Bereich südlich des 50. Breitengrades in einer hohen Auflösung von 500 mal 500 Metern ab.“ Die neue Karte umfasst damit 2,4-mal mehr Fläche als die erste Version. Zudem zeigt sie viele unterseeische Landschaftsformen in größerem Details als zuvor.
„Dadurch sind nun auch der Antarktische Zirkumpolarstrom und die für sein Verständnis wichtigen ozeanografischen ‚Gateways‘ – die Drake-Passage und die Tasmanische Passage – vollständig enthalten“, sagt Dorschel. Der von starken Westwinden angetriebene Zirkumpolarstrom trennt den Südozean von den anderen Weltmeeren ab und bildet gleichzeitig die Verbindung zwischen den Meeresströmungen im Pazifik, Atlantik und Indischen Ozean. (Scientific Data, 2022; doi: 10.1038/s41597-022-01366-7)
Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
