Beobachtungen weisen darauf hin, dass die Umwälzung in den letzten Jahrzehnten langsamer war als jemals zuvor im vergangenen Jahrhundert, wahrscheinlich sogar im vergangenen Jahrtausend. Zu dieser Abschwächung hat offenbar die zunehmende Eisschmelze auf Grönland beigetragen, die durch den mensch-gemachten Klimawandel verursacht wird. Eine weitere Verlangsamung der Strömung könnte nicht nur Folgen haben für marine Ökosysteme, sondern auch für den Meeresspiegel und das Wetter in den USA und Europa.
„Verblüffenderweise hat sich trotz fortschreitender globaler Erwärmung ein Teil des nördlichen Atlantik in den letzten hundert Jahren abgekühlt“, sagt Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Leit-Autor der in Nature Climate Change erscheinenden Studie. Frühere Forschung hatte bereits Hinweise darauf gegeben, dass eine Abschwächung der großen Umwälzströmung im Atlantik, die so genannte Atlantic Meridional Overturning Circulation, hierfür verantwortlich sein könnte. „Jetzt haben wir starke Belege dafür gefunden, dass dieses atlantische Förderband sich in den vergangenen hundert Jahren tatsächlich verlangsamt hat, besonders seit 1970“, so Rahmstorf. Weil es keine langen Strömungs-Messreihen gibt, haben die Wissenschaftler vor allem Temperaturdaten von der Wasseroberfläche untersucht, um Informationen über die Strömungen zu erhalten. Dabei nutzen sie den Umstand, dass die Meeresströmungen die wichtigste Ursache für Temperaturveränderungen im Nordatlantik sind. Aus so genannten Proxy-Daten – ermittelt aus Eisbohrkernen, Baumringen, Korallen sowie den Ablagerungen auf dem Boden von Seen und Ozeanen – können die Temperaturen über mehr als ein Jahrtausend zurück rekonstruiert werden. Die jüngsten Veränderungen sind seit dem Jahr 900 nie zuvor aufgetreten, was nahelegt, dass sie im Zusammenhang stehen mit der weltweiten vom Menschen verursachten Erwärmung.
„Das Schmelzen von Grönlands Eis stört wahrscheinlich die Strömung“
Die große Umwälzung im Atlantik wird angetrieben von Unterschieden in der Dichte des Meerwassers. Von Süden fließt warmes und daher leichteres Wasser nach Norden, wo das kalte und daher schwerere Wasser in tiefere Ozeanschichten absinkt und sich wieder südwärts bewegt. „Jetzt aber stört wahrscheinlich das vom schmelzenden grönländischen Eis einströmende Süßwasser die natürliche Umwälzung im Atlantik“, sagt Ko-Autor Jason Box von der Geologischen Forschungsanstalt für Dänemark und Grönland. Das Süßwasser verdünnt das Meerwasser. Weniger salziges Wasser ist weniger dicht und sinkt daher weniger schnell in die Tiefe. „Der vom Menschen ausgelöste Masseverlust des grönländischen Eisschildes scheint den Golfstrom zu verlangsamen – und dieser Effekt könnte noch zunehmen, wenn die weltweiten Temperaturen weiter ansteigen“, erklärt Box. Die im Nordatlantik beobachtete Abkühlung, genau südlich von Grönland, ist stärker als das, was die meisten Computersimulationen bisher vorausberechnet haben. „Herkömmliche Klimamodelle unterschätzen diese Veränderungen, entweder weil die Atlantikströmung in den Modellen zu stabil ist, oder weil sie das Schmelzen des grönländischen Eises nicht richtig einbeziehen können - oder aus beiden Gründen zusammen“, sagt Ko-Autor Michael Mann von der Pennsylvania State University in den USA. „Erneut zeigen hier Beobachtungsdaten, dass Klimamodelle in mancher Hinsicht immer noch zu konservativ sind, wenn es um das Tempo einiger Veränderungen geht."
Keine neue Eiszeit – aber möglicherweise erhebliche Auswirkungen
Die anhaltende Erwärmung der Landmassen würde durch die Abkühlung über dem Nordatlantik kaum verringert. Die Forscher erwarten keinesfalls eine neue Eiszeit, wenn die große atlantische Umwälzung schwächer wird - die Bilderwelt von Hollywood-Filmen wie „The Day After Tomorrow“ bleibt also wirklichkeitsfern. Allerdings ist klar, dass eine deutliche Veränderung des Golfstromsystems, auch wenn sie sich langsam vollzieht, erhebliche negative Auswirkungen haben könnte. „Wenn die große Atlantikströmung weiter verlangsamt wird, könnte das massive Folgen haben“, sagt Rahmstorf. „Eine Störung der Strömung würde wahrscheinlich die Ökosysteme des Ozeans stören, und damit auch die Fischerei und die Lebensgrundlagen vieler Menschen an den Küsten. Eine Abschwächung des Golfstroms trägt auch zum regionalen Anstieg des Meeresspiegels bei, dies würde unter anderem Städte wie New York oder Boston betreffen. Temperaturveränderungen in der Region südlich von Grönland können außerdem Wettersysteme auf beiden Seiten des Atlantik beeinflussen, in Nordamerika wie auch in Europa.“ Wenn die Strömung zu schwach wird, könnte sie sogar vollständig zusammenbrechen – die atlantische Umwälzung wird schon lange als mögliches Kipp-Element im Erdsystem betrachtet. Als Kippen wird hierbei eine vergleichsweise rasche und nahezu unumkehrbare Veränderung bezeichnet. Der aktuelle Bericht des Weltklimarats IPCC schätzt, dass die Wahrscheinlichkeit eines solchen Umkippens der Strömung noch innerhalb unseres Jahrhunderts bis zu Eins zu Zehn beträgt. Allerdings zeigen Expertenbefragungen, dass viele Experten das Risiko größer einschätzen. Die jetzt veröffentlichte Studie des internationalen Forscherteams um Rahmstorf bietet neue Informationen für eine bessere Abschätzung dieser Gefahr.
Quellen:
Potsdam Institut für Klimafolgenforschung
Studie: Rahmstorf, S., Box, J., Feulner, G., Mann, M., Robinson, A., Rutherford, S., Schaffernicht, E. (2015): Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. Nature Climate Change (online) [DOI:10.1038/nclimate2554]