Bindung von Kohlendioxid im Südlichen Ozean nachvollziehen
Der Südliche Ozean, der die Antarktis umgibt, absorbiert mehr Kohlendioxid als jedes andere Gewässer der Welt. Daher ist er trotz seiner relativ geringen Größe von entscheidender Bedeutung für die Eindämmung des Klimawandels. „Kälteres Wasser kann mehr Kohlendioxid eintragen als wärmeres Wasser“, erklärt Bieito Fernández Castro, Dozent für physikalische Ozeanografie an der Universität Southampton und Projektkoordinator von SO-CUP. Das Subantarktische Mittelwasser und das Antarktische Zwischenwasser sind zwei wichtige Wasserströme, die sich im Winter im Südlichen Ozean bilden. Sie sind für fast die gesamte Bindung von Kohlendioxid in den südlichen Breitengraden verantwortlich und tragen dazu bei, den Klimawandel zu verlangsamen. Das EU-finanzierte Projekt SO-CUP, das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt wurde, verfolgte das Ziel, ihre Entstehung und die Kohlendioxidbindung besser nachzuvollziehen, um dem wissenschaftlichen Team zu helfen, die Entwicklung des globalen Klimas in den kommenden Jahrzehnten abzuschätzen. „Der Mangel an Daten in dieser abgelegenen, rauen Region während des Winters stellt einen kritischen Engpass für das Verständnis des aktuellen Zustands und der zukünftigen Entwicklung der Kohlendioxidsenke im Südlichen Ozean dar“, sagt Fernández Castro.
Neue ozeanografische Daten ausnutzen
Seit 2014 wurden im Rahmen des Projekts Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling (SOCCOM) zur Klimabeobachtung- und modellierung im Südlichen Ozean Hunderte autonome, mit neuartigen biogeochemischen Sensoren ausgestattete autonome profilierende Driftkörper eingesetzt. Das SO-CUP-Team nutzte diese noch nie dagewesene Datenquelle zum Kohlenstoffkreislauf des Südlichen Ozeans, um die dynamischen Prozesse zu erforschen, die Subantarktischem Mittelwasser und Antarktischem Zwischenwasser zugrunde liegen. Die Forschenden vereinten die Analysen der Driftkörperdaten mit den Ergebnissen eines dreidimensionalen Ozeanmodells, das die Driftkörperdaten ebenfalls zur Verbesserung seiner Simulationen einsetzte. „Die Driftkörperdaten sind extrem neu, mit ihnen können wir das Kohlenstoffsystem des Ozeans im abgelegenen Südlichen Ozean das ganze Jahr über direkt überwachen“, so Fernández Castro.
Wissenschaftliche Erkenntnislage zum Kentern bringen
Das Projekt führte zu zwei wesentlichen Ergebnissen, die die traditionelle Sichtweise der Kohlendioxidsenke des Südlichen Ozeans infragestellen. Das erste war die Entdeckung subtropischer Wasserquellen, die für die Entstehung und die Kohlenstoffkonzentration des Subantarktischen Mittelwassers entscheidend sind, was der bisherigen Annahme widerspricht, dass dieses durch die Erwärmung des nach Norden fließenden antarktischen Wassers entstanden ist. „Unsere Erkenntnisse verdeutlichen, dass subtropische Gewässer bis zu 75 % von dessen Volumen ausmachen können“, sagt Fernández Castro. Zweitens: Während die Kohlenstoffkonzentration in den Wassermassen des Südlichen Ozeans in erster Linie durch ihre Temperatur bestimmt wird, erfolgt der Transfer anderer Gewässer um die Antarktis im Subantarktischen Mittelwasser und dem Antarktischen Zwischenwasser hauptsächlich durch die Aufnahme von Kohlendioxid durch Meeresalgen. „Damit stehen biologische Prozesse im Vordergrund“, bemerkt Fernández Castro. „Diese Ergebnisse werden die Art und Weise, wie die wissenschaftliche Gemeinschaft über die Kohlendioxidsenke des Südlichen Ozeans denkt, verändern und schließlich dazu beitragen, ihre Darstellung in Klimamodellen zu verbessern.“
Den Südlichen Ozean genauer erforschen
Aus dem Projekt SO-CUP ergaben sich viele wichtige Fragen, die das Team in Zukunft beantworten möchte. Dazu gehört auch die Untersuchung, wie sich die in den vergangenen Jahrzehnten beobachteten Veränderungen im Subantarktischen Mittelwasser in den relativen Schwankungen seiner Quellen widerspiegeln, welche Prozesse diese Schwankungen antreiben und wie sie sich auf die Kohlendioxidsenke des Ozeans auswirken. „Ich würde auch gern die Rolle des Antarktischen Zwischenwassers weiter erforschen“, fügt Fernández Castro hinzu. „Obwohl sie oft mit Subantarktischem Mittelwasser in Verbindung gebracht werden, hat meine Analyse verdeutlicht, dass sich diese Wassermassen in ihren Eigenschaften und in der Art und Weise, wie sie das Ozeaninnere erreichen, grundlegend unterscheiden.“
Schlüsselbegriffe
SO-CUP, südlicher, Ozean, Kohlenstoff, Kohlendioxid, Senke, Sequestrierung, Klima, Wandel
