Forschung
Was die Forschung untersucht und herausfindet, wird durch Wissenstransfer greifbar und verständlich.
Und ermöglicht so sinnvolles und effektives Handeln für die Meere .
NABU zum Tag des Ostseeschweinswals (15.5.): Beifänge unbedingt vermeiden
© Erik Christensen / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)
Pressemitteilung, 13.05.22, NABU
Krüger: Für ein Miteinander von Fischerei und Meeresnatur müssen sich Fangmethoden ändern
Berlin – Zum Internationalen Tag des Ostseeschweinswals am 15. Mai fordert der NABU mehr Engagement im Schutz von Deutschlands einzigem heimischen Wal. Stellnetze, in denen sie als Beifang landen, gelten neben Unterwasserlärm als größte Gefahr für Schweinswale. Der NABU beteiligt sich jetzt an einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit dem Thünen-Institut für Ostseefischerei mit dem Ziel, ungewollte Beifänge von Schweinswalen und Seevögeln zu vermeiden und umweltschonende Fischerei belohnen.
In der zentralen Ostsee leben nur noch knapp 500 Schweinswale. Der kleine Meeressäuger ist hier vom Aussterben bedroht. Der Bestand in der westlichen Ostsee zählt noch bis zu 40.000 Tiere, gilt aber ebenfalls als gefährdet. Insbesondere der Beifang in Stellnetzen verhindert eine Erholung der Schweinswalbestände. Die Wale verfangen sich in den feinen Netzmaschen der teilweise kilometerlanger Stellnetze, weil sie diese trotz ihres Biosonars nicht erkennen können, und ertrinken qualvoll. „Die Zeit zum Handeln drängt. Die Europäische Kommission hat jüngst Notfallmaßnahmen mit räumlichen Fischereiverboten zum Schutz der Wale verhängt, auch an unserer Küste in der Pommerschen Bucht. Das ist gut, reicht aber noch nicht aus. Die Zukunft des Miteinanders von Meeresnatur und Fischerei liegt in einer technischen und operativen Neuausrichtung des Fischfangs“, so NABU-Präsident Jörg-Andreas Krüger.
Das Forschungsprojekt STELLA II (Stellnetz-Lösungsansätze) will dazu einen Beitrag leisten. Es untersucht, wie Stellnetze für Schweinswale besser „sichtbar“ werden. Gleichzeitig werden alternative Fanggeräte – Pontonreusen und Fischfallen – auf ihre Fängigkeit, Handhabbarkeit und Naturverträglichkeit erforscht. Dabei setzt das Projekt auf die intensive Zusammenarbeit mit der Fischerei. „Nur mit dem Wissen und der Akzeptanz der Fischerei für neue Wege der Fangtechnik und der Fangpraxis kann ein Neustart in schwierigen Zeiten sinkender Fischbestände und steigender Betriebskosten gelingen. Wichtig dabei, eine nachhaltige Fischerei muss sich auch wirtschaftlich lohnen. Ein schonend gefangener Fisch muss bessere Preise am Markt erzielen als konventionell erwirtschafteter. Auch hier möchten wir die Fischerei unterstützen und gemeinsam an innovativer Vermarktung arbeiten“, ergänzt NABU-Meeresschutzexperte Kim Detloff.
Jedes Jahr im Mai ruft ASCOBANS, das Abkommen zum Schutz von Kleinwalen unter dem Dach der Bonner Konvention zum Schutz wandernder Arten, zum Tag des Ostseeschweinswals auf. Europaweit machen Wissenschaft und Naturschutz auf die Situation und den notwendigen Schutz des kleinen Zahnwals aufmerksam.
Das Projekt STELLA II baut auf früheren Arbeiten des Thünen-Instituts und auch des NABU auf. Gefördert wird es durch Mittel des Bundesamtes für Naturschutz. Noch in diesem Jahr sollen die ersten innovativen Fanggeräte in der Ostsee eingesetzt werden.
Diese Pressemitteilung findet ihr beim NABU.
Das Forschungsprojekt STELLA II untersucht, wie genau sich der Beifang des Ostseeschweinswals effektiv reduzieren könnte. Damit sich der Bestand langfristig erholen kann, fordert der NABU außerdem eine Ausweitung des Stellnetzverbots.
Wie und warum die Bundeswehr weitere Schutzmaßnahmen für die Schweinswale blockiert, könnt ihr auf unserem Politikblog nachlesen.
Die globale „Plastikflut“ erreicht die Arktis
© Alfred-Wegener-Institut / Melanie Bergmann
Pressemitteilung, 05.04.2022, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Das im Artikel resümierte Wissen zeichnet ein trübes Bild. Die Arktis ist zwar vergleichsweise dünn besiedelt, zeigt aber in allen Lebensräumen – von Stränden über die Wasseroberfläche und die Wassersäule bis hin zum Meeresgrund – ähnliche Verschmutzungsgrade mit Plastik wie dicht besiedelte Regionen der Welt. Die Verschmutzung speist sich dabei neben lokalen auch aus fernen Quellen. Insbesondere Ozeanströmungen aus dem Atlantik und der Nordsee und über die Beringstraße aus dem Nordpazifik tragen zum Zustrom bei. Auch die Luft trägt kleines Mikroplastik gen Norden. Dazu kommen die Flüsse. Der Arktische Ozean macht zwar nur rund 1 Prozent des Gesamtvolumens der Weltmeere aus, erhält aber mehr als 10 Prozent des globalen Wasserzustroms durch Flüsse, die unter anderem aus Sibirien Plastik ins Meer spülen. Wenn dann im Herbst vor der Küste Sibiriens Meerwasser gefriert, wird treibendes Mikroplastik in die Eismatrix eingeschlossen. Das Eis bewegt sich dann mit der Transpolaren Drift in die Framstraße zwischen Grönland und Spitzbergen, schmilzt dort im Sommer und gibt seine Plastikfracht wieder frei.
Zu den wichtigsten lokalen Quellen zählen Müll und Abwasser aus arktischen Siedlungen und Plastikmüll von Schiffen – vor allem im Bereich der Fischerei. Besonders die Netze und Seile sind dabei ein großes Problem. Diese werden von Fischern absichtlich im Meer entsorgt oder gehen versehentlich verloren. Daher stammt ein Großteil des Mülls im europäischen Teil der Arktis aus der Fischerei: An einem Strand auf Spitzbergen waren es laut einer AWI-Studie fast 100 Prozent der angeschwemmten Plastikmasse.
„Zu den Auswirkungen der Plastikflut speziell auf die arktischen Meeresorganismen existieren leider nur vergleichsweise wenige Studien“, erklärt Melanie Bergmann. „Viel spricht jedoch dafür, dass die Folgen ähnlich gravierend sind wie in besser untersuchten Regionen: Auch in der Arktis verheddern sich viele Tiere – Eisbären, Robben, Rentiere und Meeresvögel – im Plastik und sterben. Auch in der Arktis führt gefressenes Mikroplastik wahrscheinlich zu verringertem Wachstum und verringerter Fortpflanzung, zu physiologischem Stress und Entzündungsreaktionen im Gewebe von Meerestieren und durchfließt die Adern der Menschen.“
Besonders dünn ist die Datenlage in Bezug auf eventuelle Rückkopplungseffekte zwischen Plastikmüll und Klimawandel. „Hier gibt es dringenden Forschungsbedarf“, sagt die AWI-Expertin. „Denn erste Studien liefern Indizien dafür, dass eingeschlossenes Mikroplastik die Eigenschaften von Meereis und Schnee verändert.“ So könnten etwa viele dunkle Partikel im Eis dazu führen, dass es mehr Sonnenlicht absorbiert und dadurch schneller schmilzt. Das wiederum verstärkt über die sogenannte Eis-Albedo-Rückkopplung die globale Erhitzung. Außerdem bilden Plastikteilchen in der Atmosphäre Kondensationskerne für Wolken und Regen und könnten so das Wetter und langfristig das Klima beeinflussen. Und nicht zuletzt trägt Plastik über seinen gesamten Lebenszyklus derzeit mit 4,5 Prozent zum globalen Treibhausgasausstoß bei.
„Unsere Studie zeigt, dass die Plastikverschmutzung in der Arktis bereits ähnlich hoch ist, wie in anderen Regionen der Welt. Das passt zu Modellrechnungen, die in der Arktis eine weitere Anreicherungszone prognostiziert haben“, erklärt Melanie Bergmann. „Die Folgen sind hier aber vielleicht sogar noch ernster. Denn die Arktis erhitzt sich im Zuge des Klimawandels drei Mal schneller als der Rest der Welt. Die Plastikflut trifft also auf Ökosysteme, die ohnehin schon extrem belastet sind. Die im Februar auf der UN-Umweltkonferenz beschlossene Resolution für ein globales Plastikmüll-Abkommen ist ein wichtiger erster Schritt. Bei den Verhandlungen in den nächsten zwei Jahren müssen wirksame, rechtsverbindliche Maßnahmen festgeschrieben werden, die auch Minderungsziele in der Plastikproduktion beinhalten. Dabei ist Deutschland ebenso in der Pflicht, bezüglich der globalen Verbreitung sein Plastikaufkommen zu verringern, wie die reichen Arktis-Anrainerstaaten, die den Eintrag aus lokalen Quellen mindern und zum Beispiel das oft kaum vorhandene Müll- und Abwassermanagement ihrer Siedlungen verbessern müssen. Zudem sollten auch die internationale Schifffahrt in Bezug auf Müll und die Fischerei in Bezug auf die Fischernetze stärker reguliert und kontrolliert werden.“
Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Die Plastikflut greift inzwischen in alle Bereiche unserer Ozeane. Nicht nur in der Arktis, sondern auch in der Tiefsee wurde bereits Plastik entdeckt. Mehr zur Plastikverschmutzung und was ihr dagegen tun könnt, findet ihr bei unserer Blue Straw Kampagne.
Sanktionen stoppen Forschungsprojekte mit russischen Partnern
© Alfred-Wegener-Institut / Michael Gutsche (CC-BY 4.0)
Der Krieg in der Ukraine und die Sanktionen gegen Russland sorgen nicht nur in der Zivilbevölkerung für massive Einschränkungen und Ängste, auch die Wissenschaft ist von der Situation betroffen. Da viele Forschungsprojekte international operieren, und demnach auch russische Universitäten und Institutionen beteiligt sind, müssen diese nun unterbrochen werden.
Auch das Alfred-Wegener-Institut kann sein Langzeitprojekt über das Abschmelzen des Permafrosts in Sibirien aktuell nicht fortsetzen. Beobachtungsreihen, die wichtige Erkenntnisse über die Folgen der Klimakrise in der sibirischen Arktis bringen, müssen ausgesetzt werden. AWI-Direktorin Antje Boetius bedauert das Aussetzen des Projekts, denn besonders bei Klima- und Umweltdaten ist eine internationale Zusammenarbeit besonders wichtig, da die Klimakrise vor keiner Grenze halt macht. Neben der Polar- und Klimaforschung müssen auch in anderen Bereichen, vor allem in der Raumfahrt, Projekte unterbrochen oder gestoppt werden.
Durch bestimmte Regelungen des deutschen Forschungsministeriums und dem Auswärtigen Amt dürfen allerdings einzelne Forschungsprojekte fortgesetzt, und Publikationen mit russischer Beteiligung veröffentlicht werden. Antje Boetius begrüßt dies, denn „der Boykott richtet sich gegen das Regime und seine Institutionen, nicht gegen die Zivilgesellschaft und damit auch nicht gegen russische Forschende.“
Den zugehörigen Artikel „Sanktionen stoppen Forschungsprojekte mit russischen Partnern“ vom 22.03.2022 findet ihr bei DerStandard.
Ein großes Projekt des AWI, die Mosaic-Expedition in der Arktis, ist inzwischen abgeschlossen. Mehr darüber erfahrt ihr in unserem Forschungsblog.
Üppige Schwammgärten auf Untersee-Bergen in der arktischen Tiefsee entdeckt
© Alfred-Wegener-Institut / PS101 AWI OFOS system (CC-BY 4.0)
In den Tiefen der Meere ist das Leben für Organismen geprägt von vielen limitierenden Faktoren. Sowohl die Suche nach passenden Partnern, als auch die Gefahr möglicher Fressfeinde spielt eine große Rolle, aber vor allem passende Nahrungsquellen beeinflussen das Leben maßgeblich. Das Nordpolarmeer ist während des größten Teils des Jahres von Eis bedeckt, was dazu führt, dass Nahrungsquellen oft sehr spärlich zur Verfügung stehen. Eine wichtige Rolle als Nährstofflieferant spielen in diesen Regionen meist vulkanisch aktive Bereiche wie beispielsweise Unterwassergebirge.
Eine Forschungsgruppe um Antje Boetius vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie berichtet in einer aktuellen Studie von einem bisher unbekannten, einzigartigen Ökosystem in der Arktis. Die Forscher:innen fanden überraschenderweise ein massenhaftes Auftreten von mit Bakterien assoziierten Schwämmen auf einem lange erloschenen, vulkanischen Untersee-Berg des Langseth-Rückens (87°N, 61°O). Dieser Fund ist besonders, da die vulkanische Aktivität seit tausenden von Jahren erloschen und damit als Nährstofflieferant für die meisten Organismen nicht mehr nutzbar zu sein scheint. Durch unterschiedliche Untersuchungsmethoden fanden Antje Boetius und ihre Kolleg:innen heraus, dass die große Biomasse an Schwämmen sich wahrscheinlich vor allem dank der Hilfe autotropher (sich eigenständig ernährender) Symbionten von den organischen Überresten der einstigen Bewohner ernähren. Dieser Hotspot an Biomasse in diesem vermeintlich lebensfeindlichen Bereich zeigt erneut, wie wichtig die Erforschung verschiedenster mariner Ökosysteme ist, um die einzigartige Diversität der arktischen Region zu verstehen und schützen zu können.
Die zugehörige Pressemitteilung „Üppige Schwammgärten auf Untersee-Bergen in der arktischen Tiefsee entdeckt“ vom 08.02.2022 findet ihr beim Alfred-Wegner-Institut.
Die Original-Publikation “Giant sponge grounds of Central Arctic seamounts are associated with extinct seep life” findet ihr bei Nature Communications.
Die „Plastifizierung“ des Ozeans
© blandinejoannic / Pixabay
08.02.2022, Gemeinsame Pressemitteilung von WWF und Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Die Plastikverschmutzung des Ozeans wächst exponentiell und wird weiter zunehmen. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts könnten Meeresgebiete von der zweieinhalbfachen Fläche Grönlands ökologisch riskante Schwellenwerte der Mikroplastikkonzentration überschreiten, da die Menge des marinen Mikroplastiks bis dahin um das 50-fache zuzunehmen droht. Diese Prognose beruht auf einer Kettenreaktion: Die Kunststoffproduktion wird sich bis 2040 voraussichtlich mehr als verdoppeln. In der Folge vervierfacht sich das größere Makroplastik im Ozean in den kommenden 30 Jahren. Dieses zersetzt sich mit der Zeit in immer kleinere Teile bis hin zum Mikro- und Nanoplastik. In einigen Brennpunktregionen wie dem Mittelmeer, dem gelben Meer, dem Ostchinesischen Meer und dem Meereis der Arktis hat die Mikroplastikkonzentration den ökologisch kritischen Schwellenwert bereits heute überschritten.
„Die Durchdringung des Ozeans mit Plastik ist unumkehrbar. Einmal im Meer verteilt, lässt sich Kunststoffmüll kaum zurückholen. Er zerfällt stetig, sodass die Konzentration von Mikro- und Nanoplastik noch jahrzehntelang ansteigen wird. Die Ursachen der Plastikverschmutzung im Keim zu bekämpfen, ist viel effektiver als die Folgen im Nachhinein zu beseitigen. Wenn Regierungen, Industrie und Gesellschaft jetzt geschlossen handeln, können sie die Plastikkrise noch eindämmen“, sagt Heike Vesper, Leiterin des Fachbereiches Meeresschutz beim WWF Deutschland.
Plastikmüll schadet dem Leben im Meer
Mit Blick auf Arten und Ökosysteme offenbart die Studie eine ernste und sich rasch verschlimmernde Situation: „Plastikmüll durchringt das gesamte System des Ozeans – vom Plankton bis zum Pottwal. Für fast alle Artengruppen des Meeres sind bereits negative Auswirkungen von Kunststoffmüll nachweisbar“, so Vesper weiter. Das Ausmaß der Kunststoffverschmutzung variiert regional stark und auch die Auswirkungen auf marine Arten sind sehr unterschiedlich: Plastikstücke im Magen, tödliche Schlingen um den Hals, chemische Weichmacher im Blut, die Gefahren für Meeresbewohner sind zahlreich. Plastik führt zu inneren und äußeren Verletzungen oder gar zum Tod von Meerestieren, es schränkt die Fortbewegung oder das Wachstum ein, mindert die Nahrungsaufnahme oder die Fortpflanzungsfähigkeit von Tieren und ändert ihr Verhalten. Zudem reichert es sich in der marinen Nahrungskette an. So vielfältig wie die Lebensformen und Lebensgemeinschaften im Ozean sind auch die Auswirkungen der Billionen Plastikfragmente in diesem Ökosystem. Angesichts der allgegenwärtigen Verschmutzung ist fast jede Art heute mit Plastik konfrontiert. Nur für wenige Arten wurden die schädlichen Effekte gezielt erforscht, daher existiert dazu bisher nur ein wissenschaftliches Schlaglicht, jedoch mit einer deutlichen Tendenz: Bei fast 90 Prozent der untersuchten marinen Arten wurden negative Auswirkungen von Plastik festgestellt.
„Die Forschung wirkt wie eine Taschenlampe, mit der wir Lichtstrahlen ins Dunkel der Ozeane werfen. Erfasst und erforscht ist erst ein Bruchteil der Folgen, doch die dokumentierten Schäden durch Plastik sind beunruhigend und müssen als Warnsignal für ein weit größeres Ausmaß verstanden werden, besonders beim derzeitigen und prognostizierten Wachstum der Plastikproduktion“, so Dr. Melanie Bergmann, Meeresbiologin, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Fest steht: Mit fortschreitender Plastikverschmutzung werden die nachgewiesenen schädlichen Auswirkungen zunehmen – und es besteht die reale Gefahr, dass dadurch die Schwellenwerte für viele weitere Teilpopulationen, Arten und Ökosysteme überschritten werden.
Plastikverschmutzung trifft auf einen bereits überlasteten Ozean
Der alleinige Effekt von Plastik auf Arten und Ökosysteme ist schwer zu erfassen, kann aber nicht isoliert betrachtet werden, warnen WWF und AWI. Dort, wo sich andere Bedrohungen wie globale Erhitzung, Überfischung, Überdüngung oder Schifffahrt mit den Hotspots der Plastikverschmutzung überschneiden, werden die negativen Auswirkungen noch verstärkt. Für die wenigen verbleibenden Exemplare bereits stark gefährdeter Arten wie Mönchsrobben oder Pottwale im Mittelmeer, die in solchen Hotspots leben, könnte sich die Plastikkrise sogar als Zünglein an der Waage erweisen und zur Überlebensfrage werden. Nach wissenschaftlichen Schätzungen verschlucken schon heute bis zu 90 Prozent aller Seevögel und 52 Prozent aller Meeresschildkröten. Besonders hart trifft die Verschmutzung Korallenriffe und Mangrovenwälder, die zu den weltweit wichtigsten marinen Ökosystemen gehören. Sie schützen die Küste vor Sturmfluten und sind als Kinderstube vieler Fische und Lebensraum für den Erhalt der Biodiversität unverzichtbar. Kunststoffmüll verbreitet sich auch in Meeresschutzgebiete hinein, was eine zusätzliche Hürde für den Umweltschutz darstellt.
Ozeanwirbel könnten antarktisches Meereis-Paradoxon erklären
© Lars Grübner / Alfred-Wegener-Institut (CC-BY 4.0)
Pressemitteilung, 02.02.2022, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
AWI-Studie liefert Basis für verlässlichere Prognosen zu den Folgen des Klimawandels in der Antarktis
Trotz der globalen Erwärmung und des Meereisverlustes in der Arktis ist die antarktische Meereisausdehnung seit 1979 im Durchschnitt konstant geblieben. Derzeitige Klimamodell-Simulationen zeigen im Gegensatz zu den tatsächlichen Beobachtungen jedoch für denselben Zeitraum eine starke Meereisabnahme. Wie Forschende des Alfred-Wegener-Instituts nun zeigen, könnte der Ozean die Erwärmung rund um die Antarktis dämpfen und den Rückgang der Eisbedeckung verzögern. Weil dieser Faktor und die Rolle der Ozeanwirbel in vielen Modellen noch nicht ausreichend wiedergegeben werden können, liefert die jetzt im Fachmagazin Nature Communications erschienene Studie eine Basis für bessere Simulationen und Prognosen zur künftigen Entwicklung in der Antarktis.
Die globale Erwärmung schreitet rasant voran und hinterlässt weltweit deutliche Spuren. Besonders dramatisch sind die Folgen des Klimawandels in der Arktis: Seit Beginn der Satellitenmessungen 1979 hat sich das Meereis hier aufgrund von steigenden Temperaturen massiv zurückgezogen. Noch vor 2050 – so zeigen aktuelle Modellrechnungen – könnte die Arktis im Sommer komplett eisfrei sein, in vereinzelten Jahren möglicherweise bereits vor 2030.
Auf der anderen Seite der Erde in der Antarktis scheint sich die Eisbedeckung dagegen einem klaren Trend zu entziehen. Seit 2010 gibt es zwar mehr zwischenjährliche Schwankungen als in der Periode zuvor. Bis auf einen erheblichen negativen Ausschlag in den Jahren 2016 bis 2019 ist die langjährige mittlere Meereisbedeckung rund um den antarktischen Kontinent seit 1979 aber stabil geblieben. Damit steht die messbare Realität den meisten Simulationen der Wissenschaft entgegen, die für den gleichen Zeitraum eine deutliche Abnahme der Meereisfläche zeigen. „Dieses sogenannte antarktische Meereis-Paradoxon beschäftigt die wissenschaftliche Gemeinde schon länger“, sagt Studien-Erstautor Thomas Rackow vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Die gängigen Modelle können das Verhalten des antarktischen Meereises noch nicht korrekt abbilden, etwas Entscheidendes scheint zu fehlen. Deshalb geht auch das Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC derzeit davon aus, dass das Vertrauensniveau der Modell-Prognosen zur weiteren Entwicklung des antarktischen Meereises gering ist.“ Zum Vergleich: In der Arktis sind die Modelle bereits so gut, dass der IPCC den Prognosen ein hohes Vertrauensniveau beimisst. „Mit unserer Studie liefern wir nun einen neuen Ansatzpunkt, der die Zukunftsprojektionen in der Antarktis deutlich verlässlicher machen könnte.“
Im Rahmen der Studie setzte das Team das AWI Climate Model (AWI-CM) ein. Im Gegensatz zu anderen bekannten Klimamodellen ist es mit dem AWI-CM möglich, bestimmte Schlüsselregionen wie das Südpolarmeer wesentlich detaillierter – oder mit anderen Worten „in hoher Auflösung“ – zu simulieren. Auf diese Weise lassen sich auch Vermischungsprozesse berücksichtigen, die im Meerwasser durch kleinere Ozeanwirbel mit Durchmessern von 10 bis 20 Kilometern, sogenannte Eddies, verursacht werden.
„Bei unseren Modellläufen haben wir verschiedenste Konfigurationen angewandt. Dabei stellte sich heraus, dass nur Simulationen mit einem hoch aufgelösten Südlichen Ozean rund um die Antarktis zu einem ähnlich verzögerten Meereis-Schwund führen, wie wir ihn in der Realität beobachten“, sagt Thomas Rackow. „Wenn wir das Modell dann weiter in die Zukunft rechnen lassen, bleibt die antarktische Meereisbedeckung selbst bei einem sehr ungünstigen Treibhausgasszenario noch bis zur Mitte des Jahrhunderts weitgehend stabil. Danach jedoch zieht sich das Eis dann ähnlich rasant zurück, wie es in der Arktis schon seit Jahrzehnten der Fall ist.“
Die AWI-Studie liefert damit auch eine mögliche Erklärung für das ungewöhnliche Verhalten des antarktischen Meereises entgegen dem globalen Erwärmungstrend. „Die paradoxe Stabilität der Meereisbedeckung kann verschiedene Gründe haben. Diskutiert wird etwa die Theorie, dass zusätzliches Schmelzwasser aus der Antarktis die Wassersäule und damit auch das Eis stabilisiert, indem das kühle Oberflächenwasser vom wärmeren Tiefenwasser abgeschirmt wird. Eine andere Theorie verdächtigt die in Folge des Klimawandels verstärkten Westwinde rund um die Antarktis. Diese könnten letztlich dazu führen, dass das Eis wie ein Pizzateig dünn ausgerollt und auf eine größere Fläche verteilt wird. Das Eisvolumen könnte dabei schon heute abnehmen und nur die bedeckte Fläche scheinbar konstant bleiben“, erklärt Thomas Rackow.
Die Forschungsarbeit des AWI rückt nun die Ozeanwirbel in den Fokus. Denn diese könnten entscheidend dazu beitragen, die Folgen des Klimawandels im Südlichen Ozean zu dämpfen und damit zu verzögern, indem der Ozean zusätzliche Wärme aus der Atmosphäre nach Norden in Richtung Äquator transportiert. Der nordwärtige Wärmetransport hängt eng mit der zugrundeliegenden Umwälzzirkulation in den oberen etwa 1000 Meter des Ozeans zusammen, die im Südlichen Ozean einerseits vom Wind angetrieben, aber auch durch Wirbel beeinflusst wird. Während der nach Norden gerichtete Anteil der Zirkulation durch die verstärkten Westwinde zunimmt, scheinen dies die vereinfacht dargestellten Wirbel in grob-aufgelösten Klimamodellen oft mit einem Beitrag Richtung Antarktis überzukompensieren. Die explizit simulierten Wirbel im hoch-aufgelösten Modell verhalten sich eher neutral. In der Summe wurde also eine größere nordwärts gerichtete Änderung des Wärmetransports im hochaufgelösten Modell beobachtet. Auf diese Weise erwärmt sich das Meer rund um die Antarktis insgesamt langsamer und die Eisbedeckung bleibt länger konstant. „Unsere Studie unterstützt damit die Hypothese, dass Klimamodelle und Vorhersagen zum antarktischen Meereis deutlich zuverlässiger werden, wenn diese einen hoch aufgelösten Ozean mit Meereswirbeln realistisch simulieren können“, sagt Thomas Rackow. „Dank immer schnellerer paralleler Superrechner und neuer effizienter Modelle sollte dies mit Klimamodellen der nächsten Generation routinemäßig möglich sein.“
Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Im Gegensatz zu der Antarktis, erwärmt sich die Arktis deutlich schneller, was zu einem kontinuierlichen Negativtrend im jährlichen Meereisminimum führt. Mehr darüber erfahrt ihr in unserem Klima- und Forschungsblog.
Weltweit größtes Fischbrutgebiet in der Antarktis entdeckt
© Alfred-Wegener-Institut / PS124, AWI OFOBS team
Pressemitteilung, 13.01.2022, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Forschende weisen etwa 60 Millionen Nester antarktischer Eisfische auf 240 Quadratkilometern im Weddellmeer nach
Nahe dem Filchner-Schelfeis im Süden des antarktischen Weddellmeers hat ein Forschungsteam das weltweit größte bislang bekannte Fischbrutgebiet gefunden. Ein Kamerasystem fotografierte und filmte tausende Nester von Eisfischen der Art Neopagetopsis ionah am Meeresboden. Die Dichte der Nester und die Größe des gesamten Brutgebiets lassen auf eine Gesamtzahl von etwa 60 Millionen Eisfischen schließen, die während der Untersuchungen dort nisteten. Dies unterstützt den Vorschlag, ein Meeresschutzgebiet im atlantischen Sektor des Südlichen Ozeans einzurichten. Ihre Ergebnisse veröffentlichen Autun Purser vom Alfred-Wegener-Institut und sein Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Current Biology.
Die Freude war groß, als Forschende im Februar 2021 auf den Monitoren an Bord des Forschungsschiffs Polarstern unzählige Fischnester sahen, die ihr geschlepptes Kamerasystem vom Meeresboden in 535 bis 420 Metern Wassertiefe des antarktischen Weddellmeeres live an Bord übermittelte. Je länger der Einsatz dauerte, desto mehr wuchs die Begeisterung und endete schließlich in Ungläubigkeit: Nest reihte sich an Nest, und die spätere genaue Auswertung zeigte, dass es durchschnittlich eine Brutstätte pro drei Quadratmeter gab, maximal fand das Team sogar ein bis zwei aktive Nester pro Quadratmeter.
Die Kartierung des Gebietes lässt auf eine Gesamtausdehnung von 240 Quadratkilometern schließen, das entspricht ungefähr der Größe der Insel Malta. Hochgerechnet auf diese Gebietsgröße ergibt sich eine geschätzte Gesamtzahl von etwa 60 Millionen Fischnestern. „Die Vorstellung, dass ein solch riesiges Brutgebiet von Eisfischen im Weddellmeer bisher unentdeckt war, ist total faszinierend“, sagt Dr. Autun Purser, Tiefseebiologe am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Hauptautor der aktuellen Veröffentlichung. Schließlich erforscht das Alfred-Wegener-Institut mit seinem Eisbrecher Polarstern das Gebiet bereits seit Anfang der 1980er Jahre. Bislang konnten hier nur einzelne Neopagetopsis ionah oder kleinere Ansammlungen von deren Nestern nachgewiesen werden.
Die einzigartigen Beobachtungen gelangen mit einem sogenannten OFOBS. Die Abkürzung steht für Ocean Floor Observation and Bathymetry System, also Ozeanboden Beobachtungs- und Bathymetriesystem. Dieser Kameraschlitten wurde entwickelt, um den Meeresboden in Extremumgebungen wie eisbedeckten Regionen zu untersuchen. Dazu wird das System an einem speziellen Glasfaser- und Stromkabel normalerweise mit einer Geschwindigkeit von einem halben bis einem Knoten (0,9 bis 1,8 Stundenkilometer) etwa eineinhalb Meter über dem Meeresboden geschleppt. „Nach der spektakulären Entdeckung der vielen Fischnester haben wir uns an Bord eine Strategie überlegt, wie wir am besten herausfinden können, wie groß die Ausmaße des Brutgebiets sind – es war ja im wahrsten Wortsinn kein Ende abzusehen. Die Nester hatten einen Durchmesser von einem dreiviertel Meter – sind also viel größer als die teils nur zentimetergroßen Strukturen und Lebewesen, die wir normalerweise mit dem OFOBS aufspüren“, berichtet Autun Purser. „Deshalb konnten wir die Höhe über Grund auf etwa drei Meter und die Schleppgeschwindigkeit auf maximal drei Knoten heraufsetzen und so die untersuchte Fläche vervielfachen. Wir haben eine Fläche von 45.600 Quadratmetern abgefahren und dabei unfassbare 16.160 Fischnester auf dem Foto- und Videomaterial gezählt“, berichtet Autun Purser.
Anhand der Aufnahmen konnte das Team die runden, etwa 15 Zentimeter tiefen und 75 Zentimeter im Durchmesser großen Fischnester eindeutig identifizieren, die sich durch eine runde zentrale Fläche aus kleinen Steinen vom ansonsten schlammigen Meeresboden abhoben. Es wurde zwischen mehreren Arten von Fischnestern unterschieden: aktive Nester, in denen zwischen 1500 und 2500 Eier lagen und die in dreiviertel der Fälle ein erwachsenerer Eisfisch der Art Neopagetopsis ionah bewachte oder die unbewachte Eier enthielten; außerdem gab es ungenutzte Nester, in deren Nähe entweder nur ein Fisch ohne Eier zu sehen war oder ein toter Fisch. Die Verteilung und Dichte der Nester erfassten die Forschenden mithilfe der weiter reichenden aber weniger hochauflösenden Seiten-Sonare des OFOBS, die über 100.000 Nester aufzeichneten.
Kombiniert haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Ergebnisse mit ozeanographischen und biologischen Daten. Ergebnis: Das Brutgebiet stimmt räumlich mit dem Einstrom von warmem Tiefenwasser aus dem Weddellmeer auf den höher gelegenen Schelf überein. Mithilfe besenderter Robben gelang es dem multidisziplinären Team außerdem nachzuweisen, dass die Region auch ein beliebtes Ziel von Weddellrobben ist. 90 Prozent der Robben-Tauchaktivitäten fanden in der Region aktiver Fischnester statt, wo sie vermutlich auf Nahrungssuche gingen. Kein Wunder, kalkulieren die Forschenden die Biomasse der Eisfischkolonie dort auf 60 Tausend Tonnen.
Dieses riesige Brutgebiet ist mit seiner Biomasse ein äußerst wichtiges Ökosystem für das Weddellmeer und nach aktuellem Stand der Forschung wahrscheinlich die räumlich umfangreichste zusammenhängende Fischbrutkolonie, die bisher weltweit entdeckt wurde, berichten die Experten in der Veröffentlichung in Current Biology.
Hierzu erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger: „Ich gratuliere den beteiligten Forscherinnen und Forschern zu ihrem faszinierenden Fund. Die deutsche Meeres- und Polarforschung hat damit nach der MOSAIC-Expedition einmal mehr ihre herausragende Bedeutung unter Beweis gestellt. Die deutschen Forschungsschiffe sind schwimmende Labore der Umweltforschung. Sie sind in den Polargebieten und auf den Ozeanen fast pausenlos als Plattformen für die Wissenschaft unterwegs, um wichtige Erkenntnisse für den Umwelt- und Klimaschutz zu gewinnen. Durch die Förderung des Bundesforschungsministeriums verfügt die deutsche Meeres- und Polarforschung über eine der modernsten Forschungsflotten weltweit. Der Fund kann einen wichtigen Beitrag für die Umweltschutzaufgaben in der Antarktis leisten. Hierfür wird sich das BMBF auch im Rahmen der UN-Dekade der Ozeanforschung für nachhaltige Entwicklung, die noch bis 2030 läuft, weiter einsetzen.“
Für AWI-Direktorin und Tiefseebiologin Prof. Antje Boetius ist die aktuelle Studie ein Zeichen dafür, wie dringend die Einrichtung von Meeresschutzgebieten in der Antarktis ist. „Diese erstaunliche Entdeckung wurde durch eine spezielle Untersuchungstechnologie unter dem Eis ermöglicht, die wir im Rahmen meines ERC Forschungsprojektes entwickelt haben. Sie zeigt, wie wichtig es ist, unbekannte Ökosysteme untersuchen zu können, bevor wir sie stören. Wenn man bedenkt, wie wenig wir über das Leben im antarktischen Weddellmeer wissen, unterstreicht dies um so mehr die Notwendigkeit internationaler Bemühungen, ein Meeresschutzgebiet (MPA) einzurichten“, ordnet Antje Boetius die Ergebnisse der Studie ein, an der sie nicht direkt beteiligt war. Ein Vorschlag für ein MPA wurde unter der Leitung des Alfred-Wegener-Instituts erarbeitet und seit 2016 von der Europäischen Union und ihren Mitgliedsstaaten sowie weiteren unterstützenden Ländern in der internationalen Kommission zur Erhaltung der lebenden Meeresschätze der Antarktis (CCAMLR) vertreten.
Antje Boetius ergänzt: „Leider ist das MPA im Weddellmeer immer noch nicht einstimmig von der CCAMLR verabschiedet worden. Aber jetzt, da der Standort dieser außergewöhnlichen Brutkolonie bekannt ist, sollten Deutschland und andere CCAMLR-Mitglieder dafür sorgen, dass dort auch in Zukunft keine Fischerei und ausschließlich nicht-invasive Forschung stattfindet. Bisher haben die Abgeschiedenheit und die schwierigen Meereisbedingungen in diesem südlichsten Bereich des Weddellmeeres das Gebiet geschützt, aber angesichts des zunehmenden Drucks auf die Ozeane und die Polarregionen sollten wir beim Meeresschutz viel ehrgeiziger sein.“
Es stellt sich die Frage, ob die neu entdeckte und einzigartige Fischnestkolonie Begehrlichkeiten oder sogar einen Run der Fischerei zur Ausbeutung des Bestandes hervorrufen könnte. Die Fischerei im Südpolarmeer wird von der internationalen Kommission zur Erhaltung der lebenden Meeresschätze der Antarktis (Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR) verwaltet und streng geregelt. Die Kommission hat 26 Mitglieder, darunter auch alle Staaten, die im Südpolarmeer fischen. Jegliche Fischereiaktivität muss der Kommission gemeldet und von allen Mitgliedern einstimmig befürwortet werden. Sollte also wirklich ein Land beabsichtigen, die Fischnest-Kolonie zu befischen, dann werden Deutschland, die Europäische Union und viele andere Staaten dies nicht erlauben. Im Gegensatz zu anderen Meeresgebieten hat es die in 1982 gegründete CCAMLR Kommission geschafft, keine Überfischung antarktischer Fischbestände zuzulassen. Dies spricht für die gute und nachhaltige Arbeit von CCAMLR. Auch durch die besondere Lage der Kolonie in der eisbedeckten Tiefsee gibt es derzeit kein Risiko durch illegale Fischerei. Im Südpolarmeer gibt es Anzeichen von illegaler Fischerei, aber nur in nördlicheren Gebieten, die ganzjährig eisfrei sind. Aufgrund der Meereisbedeckung im südlichen Weddellmeer kann man nur mit einem eisverstärkten Schiff bzw. mit einem Eisbrecher wie der Polarstern zu der Fischnest-Kolonie vordringen.
Das Wissen um die Kolonie trägt dazu bei, sich noch mehr für einen besonderen und langfristigen Schutzstatus unter dem von Deutschland initiierten Vorschlag für ein Schutzgebiet im Weddellmeer einzusetzen, der mittlerweile von 18 CCAMLR Mitgliedstaaten unterstützt wird.
Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Hier könnt ihr das zugehörige Video über das Fischbrutgebiet ansehen, welches der Kameraschlitten des AWI aufgenommen hat.
Auch aufgrund der Vielzahl von Finnwalen, die ganzjährig die krillreichen Gewässer rund um die Elephant Island nutzen, sollte im südlichen Ozean ein Meeresschutzgebiet eingerichtet werden. Warum der Antrag, dass Weddellmeer zum größten Schutzgebiet der Welt zu erklären, im Jahr 2018 vorerst gescheitert ist, könnt ihr in unserem Politikblog nachlesen.
Wildfisch als Futter für Zuchtfische: Größte Einzelhändler Europas tragen weiter zur Überfischung der Meere bei
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Pressemitteilung, 18.11.2021, Deutsche Umwelthilfe (DUH)
Die großen europäischen Lebensmittelhändler tragen auch mit ihrem Angebot vermeintlich ökologischerer Zuchtfische weiter zur Überfischung der Meere bei. Das ist das Ergebnis eines neuen Berichts der Deutschen Umwelthilfe (DUH) zusammen mit Changing Markets. Die Händler und ihre Zulieferer präsentieren Fische aus sogenannten Aquakulturen als Lösung, wie Fisch angeboten werden könne ohne die Meere zu überlasten. In den Aquakulturen werden die Fische speziell für den Verzehr gezüchtet, wichtige Bestände im Meer könnten dadurch geschont werden. Doch das System hat einen gewaltigen Fehler: Das Futter für die Zucht besteht wiederum zu einem erheblichen Teil aus Wildfischen. Jedes Jahr werden circa 20 Millionen Tonnen Wildfisch zu Fischmehl und -öl verarbeitet – das sind fast 20 Prozent des weltweiten Fischfangs. Aktuell landet jeder sechste weltweit gefangene Wildfisch als Futter in den Mägen von Zuchtfischen. Zwar wäre es möglich, die Verfütterung von Wildfisch in Aquakulturen zu stoppen. Doch keiner der größten europäischen Lebensmitteleinzelhändler ergreift ausreichende Maßnahmen dafür, deckt der Bericht auf. Das gilt auch für Groß- und Einzelhändler in Deutschland wie Aldi, Lidl und Edeka.
„Aquakultur ist keine umweltschonendere Alternative zur Fischerei, solange die Zuchtfische mit Wildfisch gefüttert werden. Die Groß- und Einzelhändler inklusive der bekannten Supermarktketten müssen deshalb ihrer Verantwortung gerecht werden. Sie dürfen keinen Fisch aus Aquakultur mehr verkaufen, der mit Wildfisch gefüttert wurde. Um das zu gewährleisten, müssen die Unternehmen ihre Lieferketten transparent und nachhaltig gestalten. Es gibt bereits nachhaltige Alternativen wie pflanzliche Futtermittel für Zuchtfische, die die Meere nicht zusätzlich belasten. Sie müssen jetzt genutzt werden, verbindlich und überprüfbar“, so Sascha Müller-Kraenner, Bundesgeschäftsführer der DUH.
Keiner der untersuchten Einzelhändler hat ein konkretes Ziel für die Verringerung und letztendlich vollständige Vermeidung von Wildfängen in Futtermitteln. Deshalb kann keines der Unternehmen ausschließen und somit verhindern, dass seine Aquakultur-Lieferkette die marinen Ökosysteme und die Lebensgrundlagen der Menschen schädigt.
„Europas Lebensmittelhändler machen es Verbraucherinnen und Verbrauchern fast unmöglich, auf einem Produkt aus Fischzucht zu erkennen, ob Wildfisch im Futtermittel enthalten war. Die Produkte müssen endlich eindeutig gekennzeichnet sein. Zusätzlich sollten Verbraucherinnen und Verbraucher auch ihren Konsum überdenken, Fisch bewusst genießen und auf umweltfreundlichere Fischarten ausweichen – es gibt unzählige leckere Karpfen- und Muschelrezepte“, ergänzt Katharina Fietz, Referentin für Meeresnaturschutz bei der DUH.
Hintergrund:
Die Ergebnisse basieren auf einer vergleichenden Untersuchung von 33 führenden europäischen Lebensmitteleinzelhändlern, die Changing Markets und Partnerorganisationen zwischen März 2020 und Mai 2021 durchgeführt haben. Der gemeinsame Bericht bietet einen Überblick, wie die größten europäischen Supermarktketten mit der Beschaffung von Zuchtfisch umgehen.
Diese Pressemitteilung findet ihr bei der DUH.
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AWI: Jährliches Meereisminimum in der Arktis
© Alfred-Wegener-Institut / Stefan Hendricks (CC-BY 4.0)
Pressemitteilung, 16.09.2021, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Die Meereisausdehnung im Nordpolarmeer hat am 12. September 2021 mit 4,81 Millionen Quadratkilometern ihr jährliches Minimum erreicht. Damit reiht sich das Jahr auf Platz zwölf der Negativliste der absoluten Werte ein. Die Meereisausdehnung im September ist eines der stärksten Anzeichen für den Klimawandel, verdeutlichten Fachleute im kürzlich veröffentlichten Sachstandsbericht der Arbeitsgruppe I des Weltklimarats. Sie ist in den letzten vier Jahrzehnten um etwa 40 Prozent zurückgegangen.
Das arktische Meereisminimum im Jahr 2021 lag mit 4,81 Millionen Quadratkilometern gut 1,5 Millionen Quadratkilometer über dem des bisherigen Negativrekords im Jahr 2012. Damals erfassten Forschungssatelliten eine Restfläche von 3,27 Millionen Quadratkilometern. „Von einer Erholung des arktischen Meereises kann trotz dieses vergleichsweise moderaten Eisrückgangs keine Rede sein“, sagt Prof. Dr. Christian Haas, Leiter der Sektion Meereisphysik am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).
„Zum einen liegt auch das aktuelle Meereisminimum weit unter den Werten, wie wir sie noch aus den 1990er und 2000er Jahren kennen. Das heißt, es bestätigt den starken Abnahmetrend der Eisausdehnung von gut zehn Prozent pro Dekade.“ Zum anderen belegten sowohl Satellitenmessungen als auch Vor-Ort-Beobachtungen (etwa aus der Wandelsee im Nordosten Grönlands und aus der Beaufortsee), dass die Eisdicke abnimmt und die Meereiskonzentration in beiden Regionen außerordentlich gering ist. Die aktuelle Eisverteilung zeige abermals, wie variabel die Meereis-Entwicklung ist und welche regionalen Unterschiede von Jahr zu Jahr auftreten können. So wies das Jahr 2020 die zweitgeringste jemals beobachtete Meereisausdehnung auf, jedoch bedeutet der diesjährige Wert für die Fachleute keine Entwarnung: Ähnliche Sprünge in der verbleibenden Gesamteisfläche hat es beispielsweise vom Jahr 2012 (Negativrekord) auf 2013 gegeben sowie von 1995 (damaliges Rekordminimum) auf 1996.
Ausschlaggebend für die relativ langsame Eisschmelze in diesem Sommer war langanhaltender niedriger Luftdruck in der zentralen Arktis. „Seine Existenz hat vor allem im Juni und Juli den Einstrom warmer Luftmassen in die zentrale Arktis verhindert und die Meereissituation stabilisiert. Im August hat sich dann über dem europäischen Teil der Arktis ein Hochdrucksystem etabliert, das Tiefdrucksystem verlagerte sich hingegen in die Beaufortsee, was dort das Eis auseinander schob und Temperaturen von 2 bis 3 Grad Celsius unterhalb des langjährigen Mittels zur Folge hatte. Diese vergleichsweise kalte Luft verhinderte das Schmelzen des Eises, obwohl die Eiskonzentration in dieser Region teilweise sehr niedrig war”, sagt AWI-Klimatologin Dr. Monica Ionita.
Fachleute vom AWI und der Universität Bremen haben die regionalen Veränderungen sowie die klimatischen Bedingungen im Meereisportal umfassend analysiert: https://www.meereisportal.de/archiv/2021-kurzmeldungen-gesamttexte/meereis-minimum-anhaltend-niedriger-luftdruck-bremst-den-eisrueckgang-in-der-arktis/
Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Der Rückgang des Meereises liegt auch an dem Einstrom warmer Wassermassen aus dem Nordatlantik in die europäischen Randmeere des Arktischen Ozeans. Mehr darüber könnt ihr in unserem Klima– und Forschungsblog nachlesen.
AWI: Zirkumpolarstrom fließt in Warmphasen schneller
© NASA / Wikimedia Commons
Pressemitteilung, 24.06.2021, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Intensität des Antarktischen Zirkumpolarstroms könnte künftig zunehmen und den Klimawandel verstärken
Die weltweit größte Ozeanströmung um die Antarktis bestimmt den Transport von Wärme, Salz und Nährstoffen im Weltozean entscheidend mit. Ein internationales Studienteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts hat nun Sedimentproben aus der Drake-Passage ausgewertet. Das Ergebnis: Während der letzten Warmzeit strömte das Wasser schneller als heute. Dies könnte eine Blaupause für die Zukunft sein und weltweit Folgen haben. So könnte etwa die Aufnahmekapazität des Südlichen Ozeans für CO2 aus der Atmosphäre sinken, was wiederum den Klimawandel verstärkt. Die Studie ist jetzt im Fachmagazin Nature Communications erschienen.
Der Antarktische Zirkumpolarstrom (engl. Antarctic Circumpolar Current, ACC) ist die mächtigste Ozeanströmung der Welt. Weil keine Landmasse den Weg versperrt, treiben die Stürme der Westwinddrift das Wasser ungehindert nach Osten, immer im Uhrzeigersinn um die Antarktis herum. So entsteht ein gigantischer Strömungsring, der den Pazifik, den Atlantik und den Indischen Ozean im Süden miteinander verbindet. Damit ist der ACC der zentrale Verteiler in der globalen Ozeanzirkulation – auch bekannt als „Globales Förderband“ – und beeinflusst so den ozeanischen Wärmetransport und die marinen Stoffkreisläufe auf der ganzen Welt. Große Veränderungen im ACC haben deshalb globale Folgen.
„Obwohl der ACC eine wichtige Rolle für das Klima von morgen spielt, ist das Wissen über sein Verhalten immer noch sehr begrenzt“, sagt Dr. Shuzhuang Wu, Forscher in der Sektion Marine Geowissenschaften am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Erstautor der Nature Communications-Studie. „Um die damit verbundenen Unsicherheiten in den Klimamodellen auszuräumen und die Vorhersagen zu verbessern, brauchen wir deshalb dringend Paläodaten, aus denen wir die Zustände und das Verhalten des ACC in der Vergangenheit rekonstruieren können.“
Die einzige Engstelle auf dem ringförmigen Weg des ACC ist die Drake-Passage zwischen der Südspitze Südamerikas und der Nordspitze der antarktischen Halbinsel. Hier pressen sich gewaltige 150 Millionen Kubikmeter Ozeanwasser pro Sekunde hindurch – das entspricht der 150-fachen Wassermenge aller Flüsse der Erde. In diesem Nadelöhr lassen sich Veränderungen des gesamten Stroms besonders gut ablesen. Deshalb fuhren die AWI-Forschenden 2016 an Bord des Forschungseisbrechers Polarstern in die Drake-Passage, um die Sedimentablagerungen der vergangenen Jahrtausende zu untersuchen. „Die Bodenströmung ist hier so stark, dass die Sedimente an vielen Stellen einfach fortgespült werden“, sagt der damalige Fahrtleiter und Studienmitautor Dr. Frank Lamy. „Trotzdem konnten wir mit dem Sedimentecholot der Polarstern Sedimenttaschen aufspüren und unter anderem einen mehr als 14 Meter langen Bohrkern aus 3.100 Metern Tiefe bergen. Das war ein großer Erfolg, weil die letzten vergleichbaren Kerne aus dem Bereich der Drake-Passage aus den 1960er Jahren stammen.“
Die Sedimente des geborgenen Kerns haben sich innerhalb der letzten 140.000 Jahre bis heute abgelagert. Damit decken sie einen kompletten Glazial-Interglazial-Zyklus ab, enthalten also Informationen aus der letzten Eiszeit, die vor 115.000 Jahren begann und vor 11.700 Jahren endete, und der vorhergehenden Eem-Warmzeit, die vor 126.000 Jahren begann.
Durch eine Analyse der Korngröße der abgelagerten Sedimente konnte das Studienteam die Strömungsgeschwindigkeit und das transportierte Wasservolumen des ACC in der Drake-Passage rekonstruieren. Aufgrund vieler kleiner Partikel auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit berechneten die Forschenden eine niedrige Geschwindigkeit und ein im Vergleich zu heute deutlich geringeres Wasservolumen. Grund dafür sind schwächere Westwinde und ausgedehnteres Meereis im Süden der Passage. Während der Kaltzeit blies der Hauptantrieb des ACC also schwächer und hatte weniger Angriffsfläche auf dem Wasser. Aus den sehr großen Partikeln auf dem Höhepunkt der Warmzeit ergaben sich dagegen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und ein im Vergleich zu heute 10-15 Prozent größerer Durchstrom.
„Auf dem Höhepunkt der letzten Warmzeit von 115.000 bis 130.000 Jahren vor heute war es weltweit im Schnitt 1,5° bis 2° C wärmer als heute. Der Zirkumpolarstrom könnte sich also im Zuge der globalen Erwärmung in Zukunft beschleunigen“, sagt Frank Lamy. „Das hätte weitreichende Auswirkungen auf das Klima. Zum einen prägt der ACC andere Ozeanströmungen wie den Golfstrom, der unser Klima in Nordwesteuropa mitbestimmt. Zum anderen nehmen die Ozeane etwa ein Drittel des zusätzlichen CO2 aus der Atmosphäre auf. Ein schnellerer ACC fördert jedoch den Auftrieb von CO2-reichem Tiefenwasser an die Oberfläche. Die Aufnahmekapazität der Ozeane für atmosphärisches CO2 könnte sich damit reduzieren und die Konzentration in der Luft könnte schneller steigen. Langfristig könnten dann sogar große Teile des Südlichen Ozeans zu einer CO2-Quelle werden.“
Diese Pressemitteilung findet ihr beim Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.
Wie der Zirkumpolarstrom werden auch andere Meeresströmungen aufgrund der Erderwärmung künftig immer schneller fließen. Mehr darüber könnt ihr in unserem Klima- und Forschungsblog nachlesen.
