Lahmender Strömungsmotor: Die Nordatlantische Umwälzströmung ist so schwach wie nie zuvor in den letzten tausend Jahren. Vor allem ab Mitte des 20. Jahrhunderts erlebte das Golfstrom-System eine beispiellose Abschwächung, wie Forscher im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten. Das stützt die Annahme, dass dies keine bloß natürliche Schwankung ist. Stattdessen spricht einiges dafür, dass der Klimawandel die Umwälzpumpe im Nordatlantik schwächt.
Die Atlantische Meridionale Umwälzströmung (AMOC) ist ein Motor der Ozeanzirkulation und trägt entscheidend zum Wärmetransport zwischen Tropen und Polarregionen bei. „Das Golfstrom-System funktioniert wie ein riesiges Förderband“, erklärt Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Es bewegt fast 20 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde, etwa das Hundertfache des Amazonasstroms.“ Warmes, salzhaltiges Oberflächenwasser sinkt dabei im Nordatlantik ab und strömt abkühlt in der Tiefe nach Süden zurück.
Doch die Umwälzströmung reagiert sensibel auf Klimaveränderungen: Weil inzwischen mehr „süßes“ Schmelzwasser in den Nordatlantik strömt, verringern sich Salzgehalt und Dichte des Oberflächenwassers und das Absinken wird erschwert. Auch das schwindende Meereis hemmt die Tiefenkonvektion. Dadurch hat sich die AMOC seit den 1950er-Jahren um 15 Prozent verlangsamt.
Langfristiger Trend oder bloß natürliche Schwankung?
Aber ist dies wirklich eine Klimafolge oder vielleicht doch nur eine natürliche Schwankung? Das haben nun Rahmstorf, seine Kollegin Levke Caesar und ihr Team anhand von Proxydaten näher untersucht. Dabei handelt es sich um natürliche „Zeitzeugen“, die indirekt Auskunft über den untersuchten Parameter geben – in diesem Fall die Entwicklung der Nordatlantischen Umwälzströmung.
Für ihre Studie nutzte das Team Proxydaten aus neun verschiedenen Quellen, darunter Jahresringe von Bäumen, Eisbohrkerne, Ozeansedimente und Isotopenstudien, aber auch verschiedene fossile Meeresorganismen. „Während einzelne Proxydaten bei der Darstellung der AMOC-Entwicklung unvollkommen sind, ergab die Kombination aller ein robustes Bild der Umwälzzirkulation“, erklärt Caesar.
Abschwächung „beispiellos“
Das Ergebnis: Die aktuelle Abschwächung des Golfstrom-Systems ist in den letzten 1.000 Jahren beispiellos. Nie zuvor in diesem Zeitraum hat sich die Strömung so stark verlangsamt, wie das Forschungsteam berichtet. In neun der elf betrachteten Datensätze war die moderne AMOC-Schwächung demnach statistisch signifikant.
Konkret zeigen die Daten, dass die Nordatlantische Umwälzströmung bereits mit dem Ende der kleinen Eiszeit um 1850 langsam schwächer wurde. Mitte des 20. Jahrhunderts jedoch begann eine Phase der besonders schnellen Abschwächung, die bis heute anhält. Nach Ansicht von Caesar und ihrem Team bestätigt dies, dass die Abschwächung der AMOC keine bloß natürliche Schwankung ist, sondern eng mit dem aktuellen Klimawandel verknüpft ist.
Droht ein „Kippen“?
Diese Erkenntnis weckt auch Befürchtungen für die Zukunft: „Wenn wir die globale Erwärmung künftig weiter vorantreiben, wird sich das Golfstrom-System weiter abschwächen – um 34 bis 45 Prozent bis 2100, gemäß der neuesten Generation von Klimamodellen“, so Rahmstorf. „Das könnte uns gefährlich nahe an den Kipppunkt bringen, an dem die Strömung instabil wird.“
Den die Nordatlantische Umwälzströmung gilt als eines der Kippelemente im Klimasystem – als Prozess, der beim Überschreiten einer Schwelle in einen neuen, stabilen Gleichgewichtszustand wechselt. Beim Golfstrom-System wäre die Folge dieses „Umkippens“ ein vollständiges Aussetzen der Umwälzströmung. Zu solchen Aussetzern der Strömung kam es unter anderem in den letzten Zwischeneiszeiten, wie Studien nahelegen.
Folgen für Europa und US-Ostküste
Doch selbst wenn die Umwälzpumpe nur weiter schwächelt, könnte dies Folgen für beide Seiten des Atlantiks haben: Für Europa sagen Modelle voraus, dass sich mit dem Nachlassen der Strömung großräumige Luftströmungen und auch die Zugbahnen von Stürmen verschieben. Das könnte zu mehr Stürmen über Europa, aber auch sommerlichen Hitzewellen und Dürren führen.
An der Ostküste Nordamerikas könnte es neben Klimaeffekten auch zu einem Anstieg des Meeresspiegels kommen. Denn bisher lenkt die Umwälzströmung Wassermassen von der US-Ostküste weg. „Wenn sich die Strömung verlangsamt, schwächt sich dieser Effekt ab und es kann sich mehr Wasser an der US-Ostküste aufstauen. Das kann zu einem verstärkten Meeresspiegelanstieg führen“, erklärt Caesar.
Noch allerdings sind die möglichen Folgen einer weiteren AMOC-Abschwächung erst in Ansätzen geklärt, hier ist weitere Forschung nötig. (Nature, Geoscience, 2021; doi: 10.1038/s41561-021-00699-z)
