Mächtigste Ozeanströmung der Erde entstand anders als gedacht
Wie entstand der mächtigste Strom der Erde? Eine AWI-Studie zeigt: Erst das Zusammenspiel von Kontinentaldrift und Westwinden startete den ACC.
Modellsimulation des Antarktischen Zirkumpolarstroms, der vor etwa 34 Million Jahren begann, sich auszubilden.
Foto: Alfred-Wegener-Institut / Hanna Knahl, Patrick Scholz
Der Antarktische Zirkumpolarstrom (ACC) ist ein Kraftwerk der Natur. Er bewegt mehr Wasser als alle Flüsse der Welt zusammen – und zwar um den Faktor 100. Wie eine gigantische Barriere schirmt er die Antarktis ab und prägt unser globales Klima. Bisher galt in der Wissenschaft die Annahme: Die Kontinentalplatten verschoben sich, Wege wurden frei, der Strom floss. Doch das war offenbar nur die halbe Wahrheit.
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Geografie allein reichte nicht aus
Vor etwa 34 Millionen Jahren vollzog die Erde einen radikalen Wandel. Sie wechselte vom warmen Treibhaus in den heutigen „Eishaus“-Zustand. Die Pole vereisten dauerhaft. In dieser Zeit öffneten sich die Passagen zwischen der Antarktis, Südamerika und Australien. Man dachte, das sei der Startschuss für den ACC gewesen.
Damals lag die CO2-Konzentration bei rund 600 ppm. Ein Wert, den wir laut Klimaprognosen bis zum Ende dieses Jahrhunderts wieder erreichen könnten. Die Vergangenheit dient hier als Modell für die Zukunft. Hanna Knahl, Klimamodelliererin am Alfred-Wegener-Institut (AWI), ordnet das so ein:
„Um das mögliche zukünftige Klima vorherzusagen, ist es notwendig, mit Simulationen und Daten in die Vergangenheit zu blicken, um unsere Erde in wärmeren und COidw-reicheren Klimazuständen als heute zu verstehen.“
Sie warnt jedoch vor vorschnellen Vergleichen: „Unsere Studie zeigt, dass die Zirkumpolarströmung in ihren ‚Kinderschuhen‘ das Klima ganz anders beeinflusste als die heute voll entwickelte ACC.“
Die entscheidende Rolle der Westwinde
Das Team des AWI nutzte für die neue Studie aufwendige Klimasimulationen. Sie koppelten Daten des antarktischen Eisschildes mit Modellen von Ozean und Atmosphäre. Das Ergebnis: Die bloße Existenz der Meerespassagen genügte nicht, um den Motor zu starten.
Die Simulationen zeigen einen zweigeteilten Südlichen Ozean. Während im atlantischen und indischen Sektor bereits Strömungen aktiv waren, herrschte im Pazifik fast Stillstand. Der Grund: Erst als Australien weit genug nach Norden gedriftet war, änderte sich das Windfeld. Die starken Westwinde konnten nun ungehindert durch das „Tasman-Gateway“ wehen. Dieser Windantrieb gab dem ACC erst die nötige Energie.
Hanna Knahl erklärt dazu: „Unsere Simulationen können dies eindeutig bestätigen: Erst als sich Australien weiter von der Antarktis entfernt hatte und die starken Westwinde direkt durch das Tasman-Gateway wehten, konnte sich die Strömung voll entfalten.“
Simulationen als Schlüssel zum Verständnis
Die Kopplung von Eisschild- und Klimamodellen ist technisch anspruchsvoll. Gerrit Lohmann, Paläoklimamodellierer am AWI, sieht darin den entscheidenden Fortschritt:
„Auch wenn sie sehr anspruchsvoll sind, liefern sie neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Eis, Atmosphäre, Landoberfläche und Ozean.“
Die Studie zeigt, wie die Entstehung des Stroms die Ozeanzirkulation weltweit neu ordnete. Das Wasser nahm plötzlich massiv Kohlenstoff auf. Dieser Prozess entzog der Atmosphäre Treibhausgase und zementierte das kühle Klima der letzten Jahrmillionen.
Geowissenschaftler Johann Klages vom AWI fasst die Relevanz zusammen: „Dieses Verständnis ist entscheidend, da die Entstehung des ACC die Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean stark vorangetrieben hat. (…) Diese neuen Erkenntnisse werden uns daher helfen, die jüngsten Veränderungen in der Zirkulation des Südlichen Ozeans zuverlässiger zu interpretieren.“
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