Das globale Strömungsmuster der Ozeane wird seit Jahrzehnten als „Förderband“ der Meere modelliert und betrachtet. Doch in den letzten Jahren sammeln sich die Belege dafür, dass dieses Konzept nicht mehr stimmt. In „Science“ weist jetzt eine Meeresforscherin auf Unstimmigkeiten hin und plädiert für eine Generalüberholung der alten Modelle.
Seit Jahrzehnten nutzt die gängige Lehrmeinung das Bild eines „Förderbands”, um die Funktionsweise der globalen Ozeanströmungen zu beschreiben. Demnach transportiert die thermohaline Zirkulation, so der Fachausdruck, kontinuierlich kaltes, polares Wasser in der Tiefe zum Äquator und nahe der Wasseroberfläche fließen dafür warmes Wasser von den tropischen Breiten zurück Richtung Pole. Dem Modell nach wird dieses Förderband angetrieben von Differenzen in Salzgehalt und Temperatur der Wassermassen. In den hohen Breiten sorgen sie für ein Absinken des kühleren Wassers – wie eine Art Umwälzpumpe. Eine dieser Absinkzonen liegt beispielsweise im Nordatlantik.
„Förderband“-Modell veraltet
Doch jetzt stellt ein Review-Artikel von Susan Lozier, Professor für physische Ozeanographie an der Duke Universität dieses Modell in Frage. Sie listet eine wachsende Menge an Belegen dafür auf, dass das Förderband-Konzept überholt werden muss. „Jüngste technologische Fortschritte haben unsere Beobachtungsbasis erweitert und mit ihr unser Verständnis der Ozeanströmungen“, so die Forscherin.
„Das alte Modell ist für die Umwälzung des Ozeans nicht länger gültig – nicht weil es eine grobe Vereinfachung ist, sondern weil es entscheidende Elemente wie Wirbel und Windfelder völlig ignoriert“, erklärt Lozier. „Das Konzept eines Förderbands für die Umwälzung ist vor Jahrzehnten entwickelt worden, bevor Meeresforscher die Wirbelfelder des Ozeans gemessen haben und bevor die verstanden hatten, wie die Energie des Windes die Umwälzung beeinflusst.“
Keine eng begrenzten Förderbänder
Der Forscherin geht es nicht darum, die Existenz solcher Umwälzungen zu bestreiten: „Es ist wichtig zu verstehen, dass es klare, überzeugende Belege dafür gibt, dass das Meerwasser umgewälzt wird und das dieser Prozess das irdische Klima beeinflusst“, so Lozier. „Aber jüngste Studien haben Zweifel daran gesät, dass wir das als Förderband beschreiben können.“ So seien die Umwälzströme nicht, wie zuvor gedacht, auf enge Strömungsbänder begrenzt. Und die Art der Umwälzung unterscheide sich von Meeresbecken zu Meeresbecken. Zudem erzeugt der Wind zusätzliche Variabilität in der Wassermenge und in den Wegen, die das Wasser im oberen und unteren Teil dieser Absinkorte nimmt.
Internationales Projekt erforscht Nordatlantik-„Pumpe“
In ihrem Science-Artikel geht Lozier auch darauf ein, welche Fragen bezüglich der Umwälzströmungen bisher noch offen geblieben sind. So ist noch immer unklar, was genau geschieht, wenn sich das Oberflächenwasser durch den Klimawandel in einigen Regionen erwärmt oder aber durch Schmelzwasser abkühlt. Wie verändert sich dann das Absinken? Droht es gar zu stoppen, wie einige Studien nahelegen? Zwar gibt es dazu bisher Modellrechnungen, aber Beobachtungsdaten, die diese stützen könnten, existieren noch nicht.
Unter anderem deshalb soll nun ein neues internationales Forschungsprogramm lanciert werden, dass die Frage der Klimafolgen für das komplexe System der Strömungen angeht. Die Initiative, die sich zurzeit noch im Planungsstadium befindet, bringt Wissenschaftler aus den USA, aus Deutschland, Kanada, Frankreich und Großbritannien zusammen, um über fünf bis zehn Jahre hinweg die Umwälzregion im Nordatlantik und ihre Veränderungen genauer zu erforschen.
(Duke University, 22.06.2010 – NPO)
