Klimaforschung: Vier Wochen auf See mit „Maria S. Merian“

Expedition mit der Maria S. Merian von Island zu den Azoren – Forscherinnen und Forscher aus Kiel und Mainz gehen der Klimageschichte auf den Grund

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Forschungsschiff Maria S. Merian. Fotos: Estormiz, Inken Schulze
 

Kiel/Mainz (wwot) – Im Nordatlantik zwischen Island und den Azoren zirkuliert ein komplexes System an gegenläufigen Oberflächen- und Tiefenwasserströmungen. Meeres- und Klimaforschende nennen diese gewaltigen Umwälzströmungen „Atlantic Meridional Overturning Circulation“ (AMOC). Teil dieses System ist auch der Golfstrom, der im Nordatlantik Wärme an die Atmosphäre abgibt und damit maßgeblich das gemäßigte Klima in Europa beeinflusst. Die Ozeanzirkulation unterliegt dabei enormen Schwankungen, die bereits in der Vergangenheit zu außergewöhnlichen Warmen oder kalten Perioden geführt haben.

Vier Wochen lang untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz mit dem deutschen Forschungsschiff „Maria S. Merian“ die Klimageschichte des Nordatlantiks. Sie konzentrierten sich auf die komplexen Wechselwirkungen zwischen Schmelzwassereintrag, Wärmespeicherung in den Subtropen und den Veränderungen in der Tiefenwasserzirkulation, Nährstoffkreisläufen und der Produktion von klimarelevanten Gasen wie CO2.

Die Forschenden erhoffen sich daraus neue Aufschlüsse über die Funktion des subpolaren Nordatlantiks für die natürlichen Schwankungen im Klimasystem. Ihr Ziel ist es, Vorhersagen für den anthropogen beeinflussten Klimawandel zu verbessern. Die Expedition startete am 10. September 2016 in Reykjavik auf Island und ging am 7. Oktober in Ponta Delgada auf den Azoren zu Ende.

Forschende der Kieler Universität sammeln auf der Expedition Foraminiferen, kalkige Einzeller, mit Multi- und Handnetz. Foto: Inken Schulze
Forschende der Kieler Universität sammeln auf der Expedition Foraminiferen, kalkige Einzeller, mit Multi- und Handnetz. Foto: Inken Schulze

Das Meeresgebiet zwischen Island und den Azoren entlang der Westflanke des mittelozeanischen Rückens spielt nicht nur für das heutige Klima in Europa eine besondere Rolle, sondern auch für die Rekonstruktion des Klimas in der Vergangenheit. In diesem Meeresgebiet wird nahezu ein Drittel des in den Tropen erwärmten Golfstroms in Richtung Afrika gepumpt. Die anderen zwei Drittel des warmen und salzreichen Wassers werden mit dem Nordatlantikstrom in den subpolaren Nordatlantik transportiert. Dort gibt es seine Wärme an die Atmosphäre ab und beeinflusst damit maßgeblich die Temperaturen in unseren Breitengraden. Schwankungen der Zirkulation waren in der Vergangenheit bereits Auslöser für die mittelalterliche Warmzeit vom 11. bis 13. Jahrhundert und eine kleine Eiszeit vom 15. bis 17. Jahrhundert.

Auch heute lässt sich der exakte Mechanismus zwischen Zunahme und Abnahme der Umwälzströmung (AMOC) und der damit zusammenhängenden Auswirkungen nicht exakt nachvollziehen, so dass derzeit Prognosen in bestehenden Klimamodellen noch große Unsicherheiten zeigen.

Jassin Petersen, Doktorand am MPIC (mitte), trägt ein Stück eines neuen Bohrkerns zur weiteren Bearbeitung in den Hangar. Foto: Inken Schulze
Jassin Petersen, Doktorand am MPIC (mitte), trägt ein Stück eines neuen Bohrkerns zur weiteren Bearbeitung in den Hangar. Foto: Inken Schulze

„Ziel unserer Expedition ist es vor allem, neue Proben von der Wassersäule bis in den Meeresboden zu gewinnen, um die früheren Veränderungen der Ozeanzirkulation besonders zwischen Nordatlantik und Azorenfront besser verstehen zu können“, sagt Fahrtleiterin Dr. Janne Repschläger vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, deren Fahrtplanung am Institut für Geowissenschaften an der Uni Kiel und im meereswissenschaftlichen Schwerpunkt der CAU Kiel Marine Science (KMS) entstanden ist. „Mit der Analyse der neu gewonnenen Sedimentkerne können wir im Nachgang der Reise unser Wissen über natürliche Klimaschwankungen erweitern und so Vergleichsdaten für Klimasimulationen liefern“, so Repschläger weiter.

Im Hauptuntersuchungsgebiet der Westflanke des Mittelatlantischen Rückens konnten die Forscherinnen und Forscher an 27 Stationen bisher insgesamt 191 Meter Bohrkerne aus den Sedimenten des Meeresbodens gewinnen. Erste Untersuchungen an Bord ergaben, dass die Kerne insgesamt bis zu drei Vereisungszyklen inklusive dem Holozän und der Abschmelzphase nach der letzten Eiszeit vor 20.000 Jahren enthalten.

Über ihre Erlebnisse der Expedition an Bord der Maria S. Merian berichteten die insgesamt 20 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des Max-Planck-Instituts in Main (MPIC) in einem Blog: Link

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Klimaforschung mit Forschungsschiff 'Maria S. Merian'

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Reykjavik: 64.126521, -21.817439
Ponta Delgada: 37.742830, -25.680587
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Reykjavik Reykjavík, Island
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Ponta Delgada Ponta Delgada, Portugal

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