Die rätselhaften Mega-Flüsse im Atlantik

Die rätselhaften Mega-Flüsse im Atlantik

24.07.2009, 19:49 Uhr | Von Axel Bojanowski, Spiegel Online

Starke (rot) und schwache (blau) Strömungen im Atlantik (Grafik: IFM-GEOMAR)

In riesigen Strömen fließt im Nordatlantik 20-mal mehr Wasser in die Tiefe, als alle Flüsse der Erde zusammen ins Meer spülen - davon sind Wissenschaftler überzeugt. Das Problem: Bisher hat niemand die Giganten beobachtet. Und je länger die Suche dauert, desto rätselhafter werden sie.

Mitten im Ozean, zwischen Grönland und Norwegen und vor Neufundland, sinken Unmengen Wasser von der Oberfläche senkrecht zu Boden - tausende Meter tief, glauben Wissenschaftler. Ähnlich dem Abfluss einer Badewanne, so ein unter Forschern beliebtes Bild, ziehe der Sog 20-mal mehr Wasser in den Abgrund, als alle Flüsse zusammen ins Meer spülen.

Gewaltiges System

Die Abwärtsbewegung ist der Motor, der das gesamte globale Förderband maßgeblich antreibt, ein gewaltiges System des Wasseraustausches zwischen den Weltmeeren. Zu dieser sogenannten thermohalinen Zirkulation gehört auch der Golfstrom: In tropischen Regionen heizt die Sonne das Wasser an der Oberfläche auf und erhöht durch die Verdunstung zugleich den Salzgehalt. Zusätzlich angetrieben durch Winde und abgelenkt von der durch die Erdrotation entstehende Corioliskraft, transportiert der Golfstrom Wasser vom Äquator in Richtung Norden.

Golfstrom versorgt Europa mit Wärme

Der Golfstrom und seine nördlichen Ausläufer sind ein entscheidender Faktor für das europäische Klima: Ohne die Wärmeenergie des Meeres mit der Leistung einer halben Million großer Kernkraftwerke herrschten hierzulande sibirische Temperaturen. Wenn das aus den Tropen herangeführte warme Wasser schließlich abkühlt, gewinnt es wieder an Dichte, sinkt in die Tiefe fließt zurück nach Süden. Auf lange Sicht entscheidet dieser Mechanismus über Warmzeiten und Eiszeiten.

Abwärtsstrudel niemals beobachtet

Die Theorie gilt als gesichert - und auf ihrer Basis werden Golfstrom und Klimaprognosen berechnet. Sie hat nur einen Haken: Niemand hat die gigantischen Abwärtsströme je beobachtet. "Wo und wie das Wasser absinkt, wissen wir nicht", sagt der Ozeanograf Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie. Obwohl seit fast hundert Jahren Forschungsschiffe in der Region kreuzen, die das Meer bis zum Grund erkundet haben, und stets Messbojen im Wasser treiben, konnten Wissenschaftler lediglich winzige Abwärtsstrudel identifizieren.

Bislang nur Rinnsale gefunden

Allein in der Labradorsee und vor Grönland soll zusammen 150-mal so viel Wasser absinken, wie der Amazonas ins Meer spült. Doch gefunden wurden dort bislang nur Rinnsale. Die senkrechten Strudel seien "klein und daher nicht wirklich direkt zu messen", sagt der Hamburger Ozeanograf Detlef Stammer. "Es ist eine Herausforderung, am richtigen Ort zur richtigen Zeit ein Messgerät zu haben." Erschwert werde die Fahndung, weil das Wasser offenbar nur sporadisch absinke und die Absinkgebiete sich verlagerten, erläutert Stammers Kollege Detlef Quadfasel.

Auf der Jagd mit Sonarsonden

Die Forscher legen sich regelrecht auf die Lauer - so auch in den letzten Wochen auf dem deutschen Forschungsschiff "Maria S. Merian": Sie lassen Sonden ins Meer hinab, die Schallwellen aussenden und deren Widerhall registrieren. Absinkendes Wasser dehnt die Schallwellen - so sich der Klang der Sirene ändert, wenn ein Polizeiwagen schnell wegfährt.

Keine Gefahr für Schiffe

Die Geräte machen alle zehn Minuten eine Messung; nach spätestens drei Jahren werden sie geborgen. Hin und wieder haben die Geräte kleine Strudel absinkenden Wassers registriert: Schlote von einigen hundert Metern Breite, in denen einzelne Rinnsale mit wenigen Zentimetern pro Sekunde abwärts rieseln. Plankton werde mit in die Tiefe gezogen, für größere Lebewesen oder Schiffe bestehe keine Gefahr, sagt Quadfasel. "Das sind allerdings alles Angaben, die man aus nur wenigen Messungen abgeleitet hat."

Nachweis durch atomare Partikel

Um aber den Golfstrom anzutreiben, müssen der herrschenden Theorie zufolge gewaltige Wassermassen absinken. Dass dies tatsächlich geschieht, beweisen die Spuren von Atombomben: Nukleartests in den fünfziger und sechziger Jahren hinterließen ihre Spuren im Ozean: radioaktives Tritium rieselte auf die Meeresoberfläche. Der Golfstrom transportierte die Isotope nach Norden; dort wiesen Forscher sie in den Jahren darauf in mehr als 3000 Metern Tiefe nach. Zu Beginn der achtziger Jahre hatten untermeerische Strömungen die Spur der Atombomben zurück bis zur Südhalbkugel verfrachtet. Jene Flüsse im Meer bestätigten die Theorie von der weltumspannenden Ozeanzirkulation.

Süßwasser gefährdet das System

Bald erkannte der Ozeanograf Wallace Broecker, dass die Zirkulation störungsanfällig sein müsste. Nur wenige Promille Salz entschieden darüber, ob Europas ozeanische Fernheizung funktioniere: Verdünne zu viel Regen- oder Schmelzwasser den Nordatlantik, fehle dem Wasser das nötige Gewicht zum Absinken; folglich komme der Sog zum Erliegen - so die Theorie. Der Kinofilm "The Day After Tomorrow" machte das Szenario auch unter Laien berühmt: Der versiegende Nordatlantikstrom stürzte Europa in eine Eiszeit.

Golfstrom könnte versiegen

Vor vier Jahren schien die Theorie Wirklichkeit zu werden. Der Golfstrom transportiere ein Drittel weniger Wasser nach Norden, warnten britische Forscher im renommierten Fachblatt "Nature". Sie beriefen sich auf Daten von fünf Schiffsexpeditionen zwischen 1957 und 2004, bei denen auf der Höhe der Kanarischen Inseln Strömungen an der Meeresoberfläche vermessen worden waren.

Erste Warnung war ein Fehlalarm

Es war ein Fehlalarm; die Forscher hatten zufällig zu einem ungünstigen Zeitpunkt gemessen. Überprüfungen ergaben, dass die nach Norden strömende Wassermenge stark schwanken kann - am Ende einer Woche kann sie neunmal größer sein als am Beginn der Woche. Viele Meereskundler wunderten sich, dass "Nature" die Studie überhaupt publiziert hatte. Die Stichhaltigkeit des Alarms hätte beispielsweise mit Daten aus der Tiefsee überprüft werden können. "Man hätte uns ja wenigstens mal anrufen können", sagt ein Kieler Ozeanograf.

Golfstrom-Motor stotterte erneut

Die Posse zeigt, wie lückenhaft die Kenntnisse sind. Dennoch konstatierten Ozeanologen 2007 erneut ein Stocken des Golfstroms. Seit acht Jahren sei in der Labradorsee vor Neufundland kaum noch Wasser abgesunken, erklärten sie - einer der beiden "Abfluss-Gullys" der warmen Nordströmung liege lahm.

Belege nur indirekt

Auch diese Warnung beruhte freilich auf indirekten Messungen: Temperaturen und Salzgehalte in unterschiedlichen Wassertiefen hatten sich angeglichen, manche Forscher glaubten an ein Stocken der Strömung. Ein dramatisches Szenario schien möglich: Die fortschreitende Erwärmung könnte die Gletscher von Grönland verstärkt tauen lassen; ihr Schmelzwasser drohte das Absinken in der Labradorsee unwiderruflich zu unterbinden.

Plötzliche Wendungen

Doch das Gegenteil geschah: Ausgerechnet im Winter 2007/2008, als das Wetter eine andere Entwicklung erwarten ließ, sprang der Golfstrom-Motor vor Neufundland offenbar wieder an. Forscher stellten fest, dass sich die Wassermassen in der Labradorsee bis in eine Tiefe von 2000 Metern vermischt hatten. "Viele unserer Annahmen über den Ozean werden wir überdenken müssen", resümierte daraufhin Susan Lozier von der Duke University in Durham (US-Bundesstaat North Carolina).

Forscher rätseln weiter

Doch schon während der acht Jahre, in denen der Golfstrom angeblich gestockt hatte, hegten Forscher Zweifel. Am Meeresgrund sei die Strömung mit unveränderter Kraft Richtung Süden geflossen, sagt Martin Visbeck vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in Kiel. Um die Zirkulation aufrechtzuerhalten, müsse derweil massenhaft Wasser in die Tiefe getaucht sein. Nur: Wo es hinabgesunken ist, ist bis heute unbekannt.

Von Axel Bojanowski, Spiegel Online