#Karibisches Salzwasser ist mit unserem Klima verknüpft

Dem Klimafaktor Salz auf der Spur: Vergangene Kälteperioden in Europa waren von einem erhöhten Salzgehalt im Oberflächenwasser in der Karibik geprägt, berichten Forscher. Diese Anomalien waren wiederum mit den damals schwächeren nordatlantischen Strömungen und den geringeren Wärmetransporten in den Nordosten verbunden, geht aus der Studie hervor. Sie trägt damit zum Wissen über die wichtige regulatorische Rolle des Salztransfers durch Meeresströmungen für die globalen Klimasysteme bei, sagen die Wissenschaftler.

Mal war es warm und freundlich und dann folgten wieder schwierige Perioden mit nasskaltem Wetter: Das Klima Europas war in den letzten 2000 Jahren von klimatischen Schwankungen geprägt, die auf natürliche Effekte zurückzuführen waren. Die wohl bekannteste Klimaanomalie war dabei die sogenannte Kleine Eiszeit vom 15. bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts, die zu schlechten Ernten und nasskalten Sommern führte. Welche Mechanismen zu dieser und weiteren Entwicklungen in der Vergangenheit beigetragen haben, ist eine wichtige Frage der Klimaforschung. „Ein Blick auf die jüngsten, natürlichen Klimaanomalien hilft, die Prozesse und Mechanismen zu verstehen, die die vom Menschen verursachte globale Erwärmung auslösen kann“, sagt Erst-Autorin Anastasia Zhuravleva vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel.

Klimaanomalien im Zuge von Strömungs-Veränderungen

Doch noch immer geben die komplexen Geschehnisse den Klimaforschern einige Rätsel auf. Grundsätzlich ist die wichtige Rolle der nordatlantischen Strömungen bekannt, die den sogenannten Golfstrom einbeziehen. Sie bringen warmes Wasser aus dem Südwesten an die Küsten Europas und sorgen damit dort für milde Bedingungen. Als ein Faktor des Pumpsystems ist dabei der Salzgehalt der Wassermassen bekannt. „Forschende betrachten häufig eine Zunahme der Meereisausdehnung sowie eine Aussüßung im subpolaren Nordatlantik als mögliche Auslöser für vergangene Kälteperioden, doch Prozesse im tropischen Atlantik können ebenso wichtig zu sein“, sagt Zhuravleva. „Bisher gibt es aber kaum Informationen über die vergangenen Klimaereignisse aus dem subtropisch-tropischen Atlantischen Ozean und deren Auswirkungen auf die Regionen in der nördlichen Hemisphäre“, ergänzt Co-Autor Henning Bauch von GEOMAR. „Dabei kommt nun unsere Forschung ins Spiel.“

Um den Prozessen auf die Spur zu kommen, untersuchte das Team Sedimentproben aus der südlichen Karibik. Es handelte sich dabei um datierbare Schichtsysteme aus Material, das sich in den letzten 1700 Jahren abgelagert hat. Im Fokus der Forschenden standen die winzigen Gehäuse kleiner Meeresorganismen – sogenannter Foraminiferen. Anhand bestimmter Isotopenmuster in den Schalen waren Rückschlüsse auf die Temperaturbedingungen möglich, bei denen sie gebildet wurden. Zudem spiegelte sich in ihrer elementaren Zusammensetzung der jeweilige Salzgehalt des Wassers zu Lebzeiten der Winzlinge wider.

Abkühlung und Versalzung festgestellt

Wie das Team berichtet, dokumentierten die Ergebnisse eine Abkühlung in der karibischen Probennahmeregion von etwa einem Grad Celsius während der Kleinen Eiszeit. „Das ist eine signifikante Temperaturänderung für diese Region“, betont Co-Autor Mahyar Mohtadi von MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen. „Besonders bemerkenswert ist auch eine weitere ausgeprägte Abkühlung für den Zeitraum des 8. bis 9. Jahrhunderts. Niedrigere Temperaturen im sonst warmen tropischen Ozean führten zu geringeren regionalen Niederschlägen, die mit schweren Dürren auf der Yucatan-Halbinsel und dem Untergang der klassischen Maya-Kultur zusammenfielen“, so Mohtadi.

Doch das bemerkenswerteste Ergebnis waren die Hinweise auf die Salzgehalte: Die kalten Klimaanomalien waren demnach von einem erhöhten Salzgehalt im Karibikwasser geprägt. Es liegt nahe, dass dies auf eine schwächere Ozeanzirkulation und damit verbundene Rückkopplungseffekte zurückzuführen war. „Die Advektion, also die Bewegung, von tropischem Salz in hohe nördliche Breiten ist für die Aufrechterhaltung hoher Oberflächendichten im subpolaren Nordatlantik unerlässlich. Dies ist eine Voraussetzung für die allgemeine Stabilität der großräumigen Ozeanzirkulation, einschließlich der Übertragung von warmem Golfstromwasser, das für unsere milden Temperaturen in Europa verantwortlich ist“, sagt Bauch.

Salziger Rückkopplungsmechanismus

Konkret gab es vermutlich folgende Entwicklungen bei den Kälteperioden: Vulkanische Ausbrüche, schwache Sonnenaktivität und die Rückkopplungen zwischen Meereis und Ozean im Norden verursachten zunächst eine anfängliche Abkühlung. Die neuen Studienergebnisse legen nun nahe, dass die damit verbundenen Effekte wiederum einen Rückgang der Salzbewegung in hohe nördliche Breiten verursachten. Dies verringerte dann die Pumpwirkung des Strömungssystems und verstärkte damit die Klimaereignisse und verlängerte sie. Eine solche Rückkopplung des Salzgehalts legten bisher schon Modelle nahe. Nun liefert die Studie dazu klare Belege, erklären die Wissenschaftler.

Die Ergebnisse können damit in die Einschätzungen dazu einfließen, mit welchen Entwicklungen im Rahmen des menschengemachten Klimawandels zu rechnen ist. Es gibt in diesem Zusammenhang bereits Anzeichen dafür, dass der Golfstrom schwächer wird. Die Studie belegt nun, dass der Salztransport in Süd-Nord-Richtung dabei einen wichtigen Co-Faktor darstellen könnte, so das Fazit.

Quelle: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, Fachartikel: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adg2639

© wissenschaft.de – Martin Vieweg