Um ein Beobachtungsnetz im Südatlantik zu erweitern, wurden vor der Ostküste Südamerikas zwei neue wissenschaftliche, instrumentierte Verankerungen in voller Tiefe installiert. Diese hohen Liegeplätze werden Schwankungen in der atlantischen Zirkulation messen – ein System von Meeresströmungen, die das Leben im Ozean sowie das Wetter und die Wirtschaft der Küstennationen beeinflussen.
Die Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), bestehend aus einer nordwärts gerichteten Oberozeanströmung, die durch eine südwärts gerichtete Tiefseeströmung kompensiert wird, ist ein Hauptmotor des Klimasystems der Erde. Diese obere AMOC-Zelle ist mit der Tiefenwasserbildung und dem Absinken im subpolaren Nordatlantik und dem Aufsteigen im Südpolarmeer verbunden. Unter der oberen Zelle befindet sich eine schwächere Abgrundzelle, die durch das Absinken von dichtem Wasser in der Nähe der Antarktis entstanden ist.
Mit der globalen Erwärmung soll das System schwächer werden. Neben solchen langfristigen Zirkulationsänderungen treten natürliche Schwankungen auf kürzeren Zeitskalen auf. Diese können auf Verringerungen des sinkenden Wassers im Norden, aber auch auf Änderungen des Wassermassenaustauschs im Süden zurückzuführen sein.
„Der Südatlantik ist besonders wichtig“, sagt Peter Brandt, Professor am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung.
„Veränderungen der AMOC, die aus dem Wassermassenaustausch zwischen dem Atlantik und dem Indischen und Pazifischen Ozean resultieren, lassen sich am besten im Süden nachweisen und dann mit Veränderungen vergleichen, die ihren Ursprung im gut beobachteten Nordatlantik haben“, erklärt er.
„Der Südatlantik ist das einzige Meeresbecken mit einem Netto-Wärmetransport zum Äquator, und in dem Süßwassertransporte der Schlüssel zur AMOC-Stabilität sein könnten. Es ist auch das Becken, in dem die oberen und abgrundtiefen Umwälzzellen der AMOC beide wichtig sind“, fügt María Paz hinzu Chidichimo, Leiter der Forschungsarbeiten zu den neuen hohen Liegeplätzen. Chidichimo ist Forscher beim Argentine Scientific Research Council (CONICET), beim Hydrographic Service und beim French-Argentine Institute for Climate Studies, CNRS/IRD/CONICET UBA UMI 3351 IFAECI, in Buenos Aires.
Die neuen Verankerungen tragen zu einem bestehenden Messfeld entlang 34,5 Grad südlich auf beiden Seiten des Atlantischen Ozeans bei, das als South Atlantic MOC Basin-wide Array (SAMBA) bezeichnet wird. Das SAMBA-Array ist eine Komponente der multinationalen Initiative South Atlantic Meridional Overturning Circulation (SAMOC), die 2007 gegründet wurde, um Meeresströmungen und den Transport von Wärme und Salz an Schlüsselstellen im Südatlantik zu messen.
Während bestehende Messungen im Südwestatlantik größtenteils mit Echoloten auf dem Meeresboden durchgeführt werden, werden die neuen Verankerungen direkt die Meerwassereigenschaften in der gesamten Wassersäule, vom Meeresboden bis zur Oberfläche, messen.
Daten für die Zukunft
„Wir sind stolz darauf, zu den langfristigen Bemühungen zur Erhaltung und Weiterentwicklung des globalen Beobachtungssystems beizutragen“, sagt Peter Brandt.
Er betont, dass es das Ziel sei, Klimaveränderungen in den kommenden Jahrzehnten zu messen, nicht nur innerhalb des Zeitrahmens eines einzelnen Forschungsprojekts.
Die Verankerungen wurden von den EU-Horizon-2020-Schwesterprojekten iAtlantic und TRIATLAS eingesetzt und trugen zur Erfüllung der Belem-Erklärung – einer gemeinsamen Erklärung zur Atlantikforschung zwischen der Europäischen Union, Brasilien und Südafrika – sowie bilateralen Abkommen zwischen der Europäischen Union und der EU bei Argentinien und mit anderen Ländern.
Beeinflussung von Klima, Wetter und Ökosystemen
Der Südatlantik hat in den letzten Jahrzehnten weitaus weniger Beobachtungsanstrengungen erfahren als der Nordatlantik. Der Mangel an ausreichenden physikalischen ozeanographischen Informationen in Küstennähe schränkt auch unser Verständnis mariner Ökosysteme ein.
María Paz Chidichimo betont die Notwendigkeit, Sauerstoffmessungen zusammen mit physikalischen Messungen zu verbessern, um Wassermassen besser zu verfolgen und Veränderungen zu bewerten, die für Ökosysteme im Südatlantik relevant sind.
„Kontinuierliche Beobachtungen in voller Tiefe sind entscheidend, um kombinierte Variationen von Meeresströmungen und physikalischen und biogeochemischen Eigenschaften der Wassermasse im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu erkennen und zu verstehen“, sagt sie.
Sie hofft, dass die neuen Verankerungen Aufschluss über die Auswirkungen westlicher Grenzströmungen und der AMOC auf regionales Wetter, Klima, ozeanische Extremereignisse und den Meeresspiegel sowie auf den Gehalt an Wärme, Salz und Sauerstoff im Wasser geben werden. Diese Eigenschaften beeinflussen Ökosysteme, Meeresressourcen und die Gesundheit der Ozeane.
„Die neuen Beobachtungen werden die Fähigkeit verbessern, einige der Veränderungen zu modellieren und Vorhersagewerkzeuge in einer Region zu verbessern, in der kontinuierliche In-situ-Beobachtungen in voller Tiefe spärlich sind“, sagt María Paz Chidichimo.
Zur Verfügung gestellt vom Bjerknes Center for Climate Research