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Schichtwechsel im Ozean: Sauerstoff zirkuliert bis in die Tiefen

Schichtwechsel im Ozean: Sauerstoff zirkuliert bis in die Tiefen

Internationales Forschungsteam untersucht die Stockwerke des Meeres

Sehr hohe Sauerstoffaufnahme in Labrador-See gemessen

Stürmisch, rau und bitterkalt. Aufgrund solchen Wetters kühlt die Labrador-See stark ab. Das Oberflächenwasser erhöht bei extremer Kälte seine Dichte.

Große Wassermengen sinken nach unten. Das neu entstehende Tiefenwasser trägt auch Sauerstoff in die tiefen Stockwerke des Meeres. Von dort berichtet ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Es hat an einer Langzeitmessstation eine außergewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme bis in Wassertiefen von mehr als 1700 Metern gemessen. Die Forscherinnen und Forscher führen das Phänomen auf den besonders kalten Winter 2014/2015 zurück.

Die Labrador-See im nördlichen Atlantik gehört zu einem der wenigen Meeresgebiete weltweit, in dem kaltes, salzhaltiges Meerwasser Tiefenwasser bildet. „Im Ozean sind es insbesondere die Temperatur und der Blaseneintrag durch den Wind, die die Sauerstoffaufnahme beeinflussen“, sagt Dr. Johannes Karstensen, Ozeanograph am GEOMAR. Sinkt das Oberflächenwasser ab, steigt gleichzeitig Wasser aus tieferen Schichten auf und wird wiederum mit Sauerstoff angereichert. „Auch wenn es manchmal so veranschaulicht wird, man kann sich den Absinkprozess nicht wie einen Wasserfall vorstellen“ sagt Dr. Johannes Karstensen (GEOMAR) „es ist eher ein Umschichten, also Wasser sinkt ab und das darunterliegende Wasser steigt auf, wird abgekühlt, sinkt wieder ab und so weiter.“

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Wie die Daten der Langzeitmessstation K1 zeigen, wurde im Winter vor knapp drei Jahren in der Labrador-See ungewöhnlich viel Sauerstoff aufgenommen. In diesem Zeitraum reichte der Umwälzprozess bis in Tiefen von über anderthalb Kilometern. Gleichzeitig stiegen die Sauerstoffanteile im Oberflächenwasser, was sich nur durch einen verstärkten Blaseneintrag an der Oberfläche erklären lässt. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht worden ist, trägt zu einem besseren Verständnis der Umwälzprozesse bei. Sie bietet neue Erkenntnisse für die richtige Modellierung der Sauerstoffaufnahme in Tiefenkonvektionsgebieten. Außerdem dient sie der Verbesserung von Klimavorhersagen.

Erst kürzlich haben Forscherinnen und Forscher des GEOMAR eine Studie zur zeitlichen Entwicklung der Sauerstoffkonzentration im Weltozean veröffentlicht. Sie zeigt, dass der Sauerstoffgehalt der Weltmeere in den vergangenen 50 Jahren um mehr als zwei Prozent abgenommen hat. Kann die starke Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See diesen globalen Sauerstoffverlust ausgleichen? „Selbst wenn wir annehmen, dass das in 2014/2015 neu gebildete Wasser ohne Verluste aus der Region abtransportiert wird, kann damit nur etwa ein Hundertstel des bisherigen weltweiten Sauerstoffverlustes ausgeglichen werden“, resümiert Dr. Johannes Karstensen. „Insbesondere die durch die globale Erwärmung bedingte Abnahme des Sauerstoffgehalts im Oberflächenwasser lässt sich so nicht ausgleichen.“


07.09.2017

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