Mein Name ist Raquel Somavilla, ich komme aus Spanien und bin Ozeanografin. Ich arbeite seit einigen Jahren am Alfred-Wegener-Institut (AWI) und lebe in Bremerhaven. Ich untersuche die tiefen Wassermassen des Nordpolarmeers und der Grönlandsee.



Warum sollten uns die Wassermassen der Arktis kümmern? Die meisten von Ihnen haben    wahrscheinlich schon einiges über die hohe Empfindlichkeit der Arktis in Bezug auf den Klimawandel gehört. Dabei geht es unter anderem um die großen Änderungen der Meeresoberflächentemperatur und der Eisbedeckung. Allerdings sind nicht nur die Änderungen an der Oberfläche wichtig. Wenig ist über die möglichen Änderungen im Tiefenwasser bekannt (bis 5000 m Tiefe), weil man auch zunächst denken würde, dass das tiefe Nordpolarmeer nicht so schnell von den Änderungen erreicht wird.

Aber im Nordpolarmeer und in der Grönlandsee findet Tiefenwasserbildung statt. Das ist ein wichtiger Prozess für unser Klima, da die Wasserkörper, die zum Boden sinken, oben durch wärmeres Wasser von südlichen Breiten ersetzt werden. Ohne diese Bewegungen des warmen Oberflächenwassers  - vom Äquator zu den Polarregionen und des kalten Wassers von den Polen zu den äquatorialen Regionen - würden die niederen Breiten wärmer und wärmer werden und die hohen Breiten kälter und kälter. Dies ist ein Weg, wie das tiefe Nordpolarmeer und die tiefe Grönlandsee zur Regulierung unseres Klimas beitragen. Und aus diesem Grund sind die Änderungen in den tiefen Wassermassen auch sehr wichtig. Was sind die Gründe für diese Änderungen? Die Änderungen in den tiefen Wassermassen des Nordpolarmeeres und der Grönlandsee haben ihren Ursprung in Prozessen tausende von Metern darüber und tausende von Kilometern weit weg. Wenn Sie den Blog bis zum Ende lesen, werden Sie es verstehen.



In Abb. 2 zeige ich Ihnen eine Karte des Nordpolarmeeres und der Grönlandsee mit Temperatur- und Salzgehaltsmessungen aus diesen Ozeanbecken. Am Anfang der Fahrt hat mein Kollege Benjamin Rabe Ihnen erklärt, wie wir Temperatur und Salzgehalt im Ozean messen (BLOG vom 6. August). In der Karte sehen sie auch einen weißen Pfeil. Dieser steht für eine wichtige Meeresströmung, die vom südlich gelegenen Atlantik her in die Grönlandsee einströmt; dann in die Arktis durch die Framstraße. Die Strömung fließt durch die ganze Arktis, bis sie wieder durch die Framstraße in Richtung Nordatlantik austritt. Wir können diese Strömung erfassen als der Fluss von Atlantikwasser, der sich in der ganzen Arktis bemerkbar macht als ein Temperatur- und Salzgehaltsmaximum einige hundert Meter unterhalb der Wasseroberfläche (gemeint sind die schattierten Flächen in den Temperatur- und Salzgehaltsprofilen in Fig. 2 b und c).

Was sagt uns dieses Bild über die Grönlandsee und das Nordpolarmeer? Die Haupteigenschaft der Grönlandsee, die wir in Fig. 2b und c sehen können, ist die Gleichförmigkeit von Temperatur und Salzgehalt von der Oberfläche bis zum Boden (4000 m), relativ zum Nordpolarmeer. Dies ist das Ergebnis eines ozeanischen Prozesses der als „Konvektion", Durchmischung, bekannt ist. Wegen der starken Abkühlung in den Wintermonaten ist die Durchmischung sehr effektiv. Warum ist die Wassersäule im Nordpolarmeer anders? Weil dort das Vorkommen von Eis und Süßwasser geringer Dichte die Stabilität der obersten Schicht erhöht. Tiefe Konvektion wie in der Grönlandsee kann hier nicht stattfinden. Was haben Sie noch in Fig. 2 bemerkt? Genau, das Vorkommen von warmen und salzigen Wassermassen im tiefen Nordpolarmeer, nördlich der Grönlandsee, ist merkwürdig. Was sind die Gründe dafür? Ich erkläre das weiter unten, aber zuerst muss ich Ihnen eine andere Abbildung zeigen.



Während der Wintermonate ist die Lufttemperatur in der Arktis sehr niedrig. Die Meeresoberfläche sinkt unter den Gefrierpunkt von Salzwasser bei -1.9°C, und Eis wird gebildet. Das Eis kann das Salz im Seewasser aber nicht aufnehmen. Das Salz wird aus dem Eis ausgeschieden, wodurch der Salzgehalt und die Dichte des Oberflächenwassers zu nehmen. Eis wird hauptsächlich auf den arktischen Schelfen gebildet. Die auf den Schelfen gebildeten, dichteren Wasserfahnen sinken ab, bis sie auf Wassermassen gleicher Tiefe treffen. Ähnlich einer Schneelawine beim Abgang erhöht sich das Volumen der sinkenden Wasserfahnen während ihres „Falls" den Schelfhang hinunter, da sie umliegendes Wasser aufnehmen, wie das Schema in Abb. 3 zeigt. Um zu verstehen, wie dies funktioniert, können wir uns einen schwarzen Schneeball vorstellen, der einen weißen Berg hinunter rollt. Beim Rollen erhöht sich sein Volumen, er wird grau, dann hellgrau, weil er weißen Schnee vom Berg aufnimmt. Das Wasser, welches unser „Schneeball" vom Schelfhang mit in die Tiefe nimmt, gehört zu der Strömung Atlantikwassers, die wir oben bereits kennengelernt haben. Die Wasserfahnen in der Arktis den Hang hinunterrollen, nehmen also einen Teil der Wärme und des Salzes der Atlantikwasserschicht auf und transportieren diese in die Tiefe. Während wir dem weißen Pfeil in Abb. 2 in das Nordpolarmeer folgen (Punkte gehen von Rosa bis Dunkelrot in der Karte und in Abb. 2b und c), wird das Tiefenwasser also wärmer und salziger, während der Atlantikwasserstrom kälter und süßer wird.



Nun haben Sie hoffentlich verstanden, warum der Ursprung des Tiefenwassers in der Arktis und Grönlandsee in Oberflächenprozessen liegt; und es mit dem Wasser verknüpft ist, welches von südlichen Breiten im Atlantik kommt. Damit haben jegliche Änderungen, die die Oberflächenprozesse in den Tiefenwassern des Nordpolarmeeres und der Grönlandsee auslösen, auch das Potential, unser Klima zu beeinflussen. Ich finde das Verständnis dieser physikalischen Mechanismen, die all diese Prozesse in unterschiedlichen Regionen des Ozeanklimas vernetzen, sehr interessant, und ich bin froh, dass meine Forschung dazu beitragen kann.

Allerdings nehmen wir während unserer Expedition nicht nur Messungen in den tiefen Wassermassen der Arktis vor. Wer machen eine Menge verschiedener Sachen. Unten zeige Ich Ihnen einige Bilder davon, und auch einige schöne Bilder von arktischem Meereis. Ich weiß schon, manchmal sind die Fotos einfach der beste Teil unserer Blogs ;-). Übrigens führe ich auch einen eigenen Blog über Ozean- und Klimawissenschaften, wo ich über verschiedene Dinge geschrieben habe. Falls Sie also möchten, können Sie dort mehr darüber lesen (http://fromtheblueside.blogspot.de).

Ihre Raquel Somavilla

Übersetzung: Ben Rabe, AWI