Seit Generationen wird das milde und gemäßigte Klima Nordwesteuropas einer legendären Kraft zugeschrieben: dem Golfstrom. Diese Idee ist so tief in unserer kulturellen Identität verankert, dass sich der Protagonist Stephen Dedalus in James Joyces „Ulysses“ weigert, ein Bad zu nehmen, mit der Begründung, „ganz Irland wird vom Golfstrom umspült“.
Der Golfstrom ist jedoch nur ein Teil eines viel komplexeren Systems namens Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC).
Um dies besser zu erklären, verwenden Wissenschaftler häufig das Bild eines riesigen Ozeanförderbandes, durch das warmes Wasser aus den Tropen nach Norden über die Oberfläche des Atlantiks fließt. Wenn diese Gewässer den Nordatlantik erreichen, geben sie ihre Wärme ähnlich wie ein Heizkörper an die Atmosphäre ab. Das AMOC transportiert auch die Feuchtigkeit, die uns unsere gemäßigte Landschaft verleiht. Nachdem das Wasser seine Wärme abgegeben hat, wird es kälter und dichter, wodurch es in der Tiefsee versinkt. Diese Gewässer kehren dann in großer Tiefe nach Süden zurück.
Wenn Wissenschaftler von einer „Verlangsamung“ oder „Veränderung“ des AMOC sprechen, beschreiben sie im Wesentlichen eine Verringerung der Stärke unseres natürlichen Strahlers. Konkret messen sie, wie viel Wasser sich in unterschiedlichen Tiefen über den Atlantik nach Norden und Süden bewegt. Dadurch können sie abschätzen, wie viel Wärme von den Tropen in Richtung Nordatlantik und in der Tiefe wieder zurück transportiert wird.
Mehr als ein Förderband
Obwohl diese „Förderband“-Analogie ein hilfreicher Ausgangspunkt ist, deuten moderne Forschungsergebnisse darauf hin, dass sie unvollständig und möglicherweise irreführend ist. Das System reagiert beispielsweise äußerst empfindlich darauf, wie Meerwasser sein Gewicht und seine Dichte ändert, wenn es mit der Atmosphäre, Süßwasser, Eis und einfallender Sonnenstrahlung interagiert. Aufgrund dieser zusätzlichen Prozesse verhält sich das AMOC weniger wie eine einzelne, stetige Schleife, sondern eher wie ein Netzwerk miteinander verbundener regionaler Komponenten.
Verschiedene Teile des Systems können sich unabhängig voneinander verändern, manchmal nur mit regionalen Auswirkungen, manchmal mit Folgen für das gesamte System.
Der Subpolar Gyre (SPG), ein System windgetriebener Meeresströmungen, das die Region von der Labradorsee bis westlich von Irland besetzt, ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, warum die Netzwerkperspektive wichtig ist. Diese regionale AMOC-Komponente kann ein erhebliches Maß an Unabhängigkeit vom globalen AMOC aufweisen. Es wird durch lokale Winde und Süßwasserströme gesteuert, die mit Veränderungen im Meereis verbunden sind.
Für uns in Irland und im Vereinigten Königreich ist es von entscheidender Bedeutung, dass eine plötzliche Abschwächung der SPG ungewöhnlich kaltes Winterwetter auslösen könnte, ähnlich den Bedingungen während der „kleinen Eiszeit“. Diese Periode intensiver regionaler Abkühlung, die etwa vom frühen 14. Jahrhundert bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts dauerte, war durch so strenge Winter gekennzeichnet, dass die Themse zugefroren war.
Wissenschaftliche Untersuchungen legen nahe, dass diese Kälteperiode wahrscheinlich durch eine regionale Änderung der SPG aufrechterhalten und verstärkt wurde, während die AMOC relativ stabil blieb. Dies bedeutet, dass wir aufgrund eines „Flimmerns“ in unserer regionalen Komponente des AMOC-Netzwerks lokalen Klimaveränderungen ausgesetzt sein könnten, einschließlich zunehmender Stürme und kälterer Winter, lange bevor die gesamte globale Zirkulation einen Wendepunkt erreicht.
Aus diesem Grund konzentrieren sich Wissenschaftler jetzt darauf, Frühwarnzeichen für Instabilität innerhalb der AMOC zu erkennen.
Gibt es Anzeichen dafür, dass sich die AMOC bereits verändert hat? Während Klimamodelle darin übereinstimmen, dass es wahrscheinlich ist, dass die AMOC in diesem Jahrhundert aufgrund der globalen Erwärmung destabilisiert wird, sind direkte wissenschaftliche Beobachtungen der AMOC noch zu kurz, um uns eine endgültige Antwort zu geben.
Netzwerke von Überwachungsinstrumenten wie Rapid oder OSNAP, die den Wassertransport sowohl in der Tiefe als auch an der Oberfläche messen, gibt es erst seit etwa 20 Jahren. Im Leben eines riesigen Ozeansystems ist dies nur ein Herzschlag. Wissenschaftler schätzen, dass wir möglicherweise 30 bis 40 Jahre kontinuierlicher Beobachtungen benötigen, um einen langfristigen AMOC-Rückgang im Vergleich zur natürlichen Variabilität des Ozeans eindeutig festzustellen.
Warum ist es wichtig?
Seit Generationen sind Gesellschaften, Volkswirtschaften und Infrastrukturen in Nordwesteuropa auf einem stabilen, milden und feuchten Klima aufgebaut. Wenn dieser natürliche Heizkörper ausfällt oder sogar erheblich schwächer wird, werden die Folgen auf Irland, das Vereinigte Königreich und den europäischen Kontinent übergreifen.
Wir sollten uns darüber Gedanken machen, da die AMOC derzeit eine große Menge Wärme aus den Tropen in den Nordatlantik transportiert, wo sie in die Atmosphäre abgegeben wird. Eine Schwächung dieses Systems führt dazu, dass ein Teil dieser tropischen Wärme nicht mehr so effektiv in unsere Region gelangt, was zu einer Abkühlung im gesamten Nordwesten Europas führt.
Während Hollywood im Film „The Day After Tomorrow“ (2004) eine plötzliche Eiszeit darstellte, ist die wissenschaftliche Realität einer Verlangsamung nicht weniger besorgniserregend. Wir könnten mit deutlich kälteren Wintern rechnen, die häufiger zu starkem Frost, Schnee und starkem Frost führen würden. Während der Kleinen Eiszeit führte eine schwächere Selbstfahrlafette zu Misserfolgen in der Landwirtschaft und Hungersnöten. Wir könnten auch eine Zunahme von Stürmen erleben, die die Niederschlagsmuster verändern, und trockenere Sommer, die allesamt kritische Infrastrukturen wie Straßen und Ernten beschädigen könnten.
Das AMOC ist auch wichtig, um Kohlenstoff und Wärme in der Tiefsee zu speichern und sie effektiv von der Atmosphäre fernzuhalten. Derzeit absorbieren die Weltmeere jedes Jahr etwa 25–30 % aller vom Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen.
Sollte sich die AMOC jedoch verlangsamen, ist zu erwarten, dass sich auch die Geschwindigkeit der Kohlenstoffspeicherung in der Tiefsee verlangsamt. Das AMOC verteilt auch die Nährstoffe neu, die die Meeresökosysteme erhalten. Eine Störung hier würde nicht nur unser Wetter verändern; Dies würde die Fähigkeit des Ozeans, als Kohlenstoffsenke zu fungieren, schwächen und möglicherweise die globale Erwärmung in einer gefährlichen Rückkopplungsschleife beschleunigen.
Ein Auge auf die AMOC zu haben, ist eine Frage der nationalen und regionalen Sicherheit.
Unabhängig davon, ob der Rückgang allmählich erfolgt oder sich einem Wendepunkt nähert, werden die Auswirkungen auf unsere Lebensweise tiefgreifend sein. Indem wir heute auf die Signale aus der Tiefsee hören, können wir uns besser auf das Klima von morgen vorbereiten.
Audrey Morley, Dozentin für Physische Geographie, Universität Galway
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