Eine neue Studie beleuchtet die Wechselwirkungen zwischen ozeanischen Strömungen und der Umlaufbahn des Mars. Ihre Erkenntnisse machen Hoffnung, dass Meeresströmungen etwas resilienter gegenüber dem Klimawandel sein könnten als bisher angenommen.
Der Golfstrom ist eine Meeresströmung im Atlantik, die das Klima in Europa beeinflusst: Er transportiert warmes Wasser aus der Karibik in die Region, und versorgt grosse Teile des Kontinents mit Wärmeenergie.
Ein Klimamodell von Forscher:innen der niederländischen Universität Utrecht legt jedoch nahe, dass die Atlantische Umwälzzirkulation (AMOC), zu der der Golfstrom gehört, vor einem Kipppunkt steht. Wegen der globalen Erwärmung und damit einhergehenden Faktoren wie schmelzenden Eismassen könnte die Strömung zum Erliegen kommen. Das Klimamodell erschien Anfang Februar im Fachmagazin Science Advances.
Würde der Golfstrom erlahmen, hätte das verschiedene dramatische Folgen: Dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) zufolge würde unter anderem der gesamte Nordatlantikraum abkühlen. Kältere Winter und mehr Extremwetterereignisse würden wahrscheinlicher. Die niederländische Studie geht davon aus, dass die Jahresmitteltemperatur in manchen europäischen Städten innerhalb von 100 Jahren um bis zu 15 Grad fallen könnte – Utopia berichtete.
Wissenschaftler:innen der University of Sydney und der Pariser Sorbonne sind jedoch optimistisch. Sie haben eine Studie in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht, die nachweist, dass Tiefseeströmungen im Abstand von 2,4 Millionen Jahren zyklisch zu- und abnehmen. Die Forschenden vermuten einen Zusammenhang mit der Umlaufbahn des Mars, welche unter anderem die Umlaufbahn der Erde beeinflusst – und damit den Abstand zur Sonne. Ob die Erde die Sonne eher kreisförmig oder eher elliptisch umkreist, kann dafür sorgen, dass das Klima auf dem Planeten wärmer beziehungsweise kälter wird. Und Wärme soll der Studie zufolge unterirdische Strömungen verstärken. Die klimatischen Veränderungen durch die Umlaufbahn passieren über grosse Zeiträume. Die menschengemachte globale Erwärmung findet unabhängig davon statt.
Das könnten gute Nachrichten für die Weltmeere sein: Wenn die Meerestemperaturen durch die globale Erwärmung steigen und den AMOC beeinträchtigen, könnten stärkere Tiefseeströmungen die Ozeane vor Stagnation bewahren, vermuten die Autor:innen. Ein Lichtblick angesichts der Befürchtung, dass der Golfstrom zum Erliegen kommt.
Forschende finden Zyklen in Meeressedimenten: Ursache Mars?
Das australisch-europäische Forscherteam hat Tiefseesediment-Bohrdaten aus hunderten Standorten weltweit ausgewertet und nach Mustern in den Daten gesucht. Dafür verglichen sie die Daten auch mit Modellen der Erdumlaufbahn.
Sie stellten unterschiedliche Übergänge zwischen den verschiedenen Sedimenten fest: Manche waren abrupt, manche gemächlich. Die Forschenden erkannten ein Muster, das im Zyklus von 2,4 Millionen Jahren schwankte – was mit dem Zyklus der Erde-Mars-Umlaufbahn korreliert.
"Die Schwerefelder der Planeten im Sonnensystem interferieren miteinander und diese Interaktion, die als Resonanz bezeichnet wird, verändert die Exzentrizität der Planeten, also, wie nah an der Kreisbahn ihre Bahnen sind", erklärt Dietmar Müller, ein Co-Autor der Studie. Anders gesagt: Die Gravitationsfelder der beiden Planeten beeinflussen die Umlaufbahnen des jeweils anderen. Als Folge schwanken die Sonneneinstrahlung und das Klima auf der Erde im Zyklus von 2,4 Millionen Jahren.
Wärmere Phasen fördern Tiefseeströmungen
Die Autor:innen vermuten einen direkten Zusammenhang zwischen ihrer Beobachtung und den Planetenumlaufbahnen: Die Zyklen in den Sedimentsdaten "hängen mit den Zyklen der Wechselwirkungen zwischen dem Mars und der Erde in der Umlaufbahn der Sonne zusammen", erklärt Hauptautorin Adriana Dutkiewicz in einer Pressemittelung der Universität Sydney.
Die Forschenden vermuten, dass vermehrt abrupte Unterbrechungen zwischen Sedimenten mit einer stärkeren Tiefseezirkulation zusammenhängen. Gleichmässige Übergänge deuten demnach auf schwächere Tiefseeströmungen hin. Führt die Umlaufbahn der Erde durch den Mars besonders nah an der Sonne vorbei, kommt es zu wärmeren Perioden – die Forschenden leiten aus ihren Daten ab, dass mit diesen Phasen auch stärkere Strömungen einhergehen.
Positive Auswirkung für Ozeanströmung?
Müller betont: "Wir wissen, dass es mindestens zwei verschiedene Mechanismen gibt, die zur Stärke der Tiefenwassermischung in den Ozeanen beitragen. Die AMOC ist einer davon, aber Tiefenwasserwirbel scheinen in warmen Klimazonen eine wichtige Rolle für die Belüftung des Ozeans zu spielen."
Allerdings würden die Wirbel nicht gleich viel Wasser zwischen niedrigen und hohen Breiten transportieren wie der AMOC. Die Forschenden vermuten aber, dass die Tiefenzirkulation in wärmeren Ozeanen verhindern könnte, dass diese stagnieren, sollte der AMOC langsamer werden oder aufhören.
Ob dies so eintreten wird und wie gross der Effekt genau wäre, ist unklar. Die Universität Sydney weist selbst darauf hin, dass noch genauer erforscht werden muss, wie sich das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Prozessen, die die Dynamik der Tiefsee und das Leben im Ozean bestimmen, in Zukunft entwickeln wird.
Verwendete Quellen: Nature Communications, PIK, ScienceAdvances, Pressemitteilung Universität Sydney © UTOPIA
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