Robert Klatt
Der Antarktische Zirkumpolarstrom (ACC) beeinflusst das Klimasystem der Erde stark. Nun wurde rekonstruiert, wie die stärkste Meeresströmung der Erde entstanden ist. Das Wissen soll dabei helfen, besser zu verstehen, wie die anthropogenen CO₂-Emissionen und der heutige Klimawandel den ACC beeinflussen.
Bremerhaven (Deutschland). Tektonische Prozesse haben vor rund 34 Millionen Jahren dazu geführt, dass neue Gebirge entstanden sind, sich an den Polen Gletscher gebildet haben und die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre stark gesunken ist. In dieser Epoche der Erdgeschichte, als das Eozän zum Oligozän übergegangen ist, wurden zudem die Meerespassagen zwischen der Antarktis, Südamerika und Australien geöffnet und der Antarktische Zirkumpolarstrom (ACC) ist entstanden.
Die stärkste Meeresströmung der Erde transportiert mehr als 100-mal so viel Wasser wie alle Flüsse des Planeten zusammen und schirmt die Antarktis von den wärmeren Ozeanströmungen ab. Außerdem hat der ACC dazu beigetragen, dass die CO₂-Konzentration von 600 parts per million (ppm) auf 280 ppm gesunken ist, bis die anthropogenen Emissionen sie auf 424 ppm, den höchsten Wert seit zwei Millionen Jahren, erhöht haben.
In Anbetracht des Klimawandels und der hohen Bedeutung der Meeresströmung haben Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) nun eine Studie publiziert, die untersucht hat, wie die ACC entstanden ist und wie sie das Klima beeinflusst. Die Wissenschaftler haben dazu ein Modell erstellt, das zeigt, wie der ACC vor 33,5 Millionen Jahren entstanden ist und wie die Atmosphäre, das Wasser und Eis und das Land sich dabei verhalten haben.
„Um das mögliche zukünftige Klima voraussagen zu können, ist es notwendig, mit Simulationen und Daten in die Vergangenheit zu schauen und unsere Erde in wärmeren und CO2-reicheren Klimazuständen als heute zu verstehen.“
Die komplexe Simulation zeigt, dass der ACC nicht ausschließlich durch die Öffnung der Meerespassagen zwischen der Antarktis, Südamerika und Australien entstanden ist. Demnach bestand der Südliche Ozean zunächst aus zwei getrennten Bereichen. In der atlantischen und indischen Hälfte sind starke Strömungen entstanden, während die pazifische Hälfte deutlich ruhiger war.
„Bislang galt die Öffnung der Meerespassagen rund um die Antarktis üblicherweise als Auslöser für die Entstehung des Antarktischen Zirkumpolarstroms und als treibende Kraft hinter dem damaligen Klimawandel. Unsere Simulationen zeichnen jedoch ein komplexeres Bild: Die Öffnung der Meerespassagen allein reichte nicht aus.“
Als sich Australien im späteren Verlauf der tektonischen Prozesse weiter von Australien entfernt hat, hat sich die Strömung deutlich verstärkt und der ACC ist entstanden. Diese Meeresströmung hat dann dazu geführt, dass es um einem starken Klimawandel kam, der das Treibhausklima in ein Eishausklima verwandelt hat.
„Erst, als sich Australien weiter von der Antarktis entfernt hatte und starke Westwinde direkt durch den Tasmanischen Seeweg wehten, konnte sich die Strömung dort voll ausbilden und ihren klimakühlenden Effekt entfalten.“
Die Forscher erklären, dass das neue Wissen zur Entstehung der ACC auch für den heutigen, anthropogenen Klimawandel von hoher Bedeutung ist, weil daraus Rückschlüsse von Änderungen in der Strömungsdynamik auf die daraus resultierenden klimatischen Veränderungen möglich sind.
„Dieses Verständnis ist zentral, da die Entstehung des Zirkumpolarstroms die Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean stark angetrieben hat. Diese Verringerung der Treibhausgaskonzentration in der Erdatmosphäre hatte somit das Potential, das kühlere Klima der bis zum heutigen Tage anhaltenden sogenannten känozoischen Eiszeit mit dauerhaft eisbedeckten Polkappen einzuleiten, in der sich Warm- und Kaltzeiten abwechseln. Dieses neue Wissen wird uns somit sehr dabei helfen, derzeitige Änderungen in der Strömungsdynamik des Südozeans verlässlicher einzuordnen.“
Quellen:
Pressemitteilung des Alfred-Wegener-Instituts (AWI)
Studie im Fachmagazin PNAS, doi: 10.1073/pnas.2520064123
