Ein kontraintuitiver Effekt der globalen Erwärmung

Im Jahr 1998 atlantisch In der Titelgeschichte bot William H. Calvin vielleicht die beste Ozeanographie-Lektion an, die jemals in einem großen nationalen Magazin erschienen war. Es gab auch Anlass zur Sorge: Er stützte sich auf die Forschung des legendären Klimaforschers Wallace Broecker von der Columbia University, um den Zusammenhang zwischen Meeresströmungen und dem Klima zu erklären und vor einem eher kontraintuitiven Wendepunkt zu warnen, den unser Zeitalter der globalen Erwärmung verursachen könnte. Durch die Erwärmung des Planeten könnte die Menschheit eine katastrophale ozeanografische Wende einleiten.

Ein Teil des großen Unterwasserförderbandes namens Atlantic Meridional Overturning Circulation, besser bekannt als AMOC, könnte stillgelegt werden, schrieb er. Enorme Zuflüsse an Süßwasser durch schmelzendes nördliches Eis oder durch die Erwärmung verursachte Regenfälle in den hohen Breiten könnten den salzigen Atlantischen Ozean verwässern und das Temperaturgleichgewicht verändern, was die Geschwindigkeit des Nordatlantikstroms beeinträchtigen würde, der einen Teil der globalen Reise von AMOC ausmacht. Anstatt sich zu erwärmen, würde es dann auf der Nordhalbkugel stark abkühlen und insbesondere Westeuropa in einen anhaltenden und tödlichen Tiefkühlzustand stürzen. Der Nordatlantikstrom „hält Nordeuropa im Winter etwa neun bis achtzehn Grad wärmer als vergleichbare Breitengrade anderswo – außer wenn er ausfällt“, schrieb Calvin.

Dies hat einen Präzedenzfall: Dank Sedimentkernen wissen Wissenschaftler, dass dieses Szenario vor etwa 12.800 Jahren stattfand. Damals hatte sich die Welt erwärmt und die Hälfte der Eisschilde, die Europa und Kanada bedeckten, war geschmolzen. Dann sanken die Temperaturen plötzlich. „Die Rückkehr zu eiszeitlichen Temperaturen dauerte 1.300 Jahre“, schrieb Calvin. Sollte es erneut passieren, könnte diese „abrupte Abkühlung“ zu Massenchaos und Tod führen und ein dunkles, kaltes Zeitalter einläuten, das mehr als 1.000 Jahre dauern könnte:

Dass eine plötzliche Abkühlung die Folge einer gefährlichen Erwärmung sein könnte, klingt vielleicht eher nach den wirren Argumenten heutiger Klimaleugner als nach etablierter Klimawissenschaft. Dabei handelt es sich um eine legitime mögliche Folge des Abschmelzens des grönländischen Eisschildes, das derzeit etwa 30 Tonnen Schmelzwasser pro Stunde in den Nordatlantik ergießt. Dieser Eintrag könnte das Gleichgewicht von Hitze und Salz im Nordozean stören, das AMOC in Aufruhr versetzt.

Wir wissen jetzt, dass AMOC im letzten Jahrhundert etwas nachgelassen hat. Aber eine dramatische Verlangsamung oder ein Stillstand dieses großen Unterwasserförderbandes, das Wärme und Salz um den Atlantischen Ozean zirkuliert, könnte eine dramatische Abkühlung in Europa, Dürre in den Tropen, einen raschen Anstieg des Meeresspiegels vor der südöstlichen Küste der USA und Veränderungen des Monsuns auslösen in Indien und Ostasien – ganz zu schweigen von den Auswirkungen auf Meeresökosysteme, die die Nahrungsmittelversorgung gefährden könnten. Die Debatte darüber, ob und wann dies passieren könnte, hält in der Klimagemeinschaft an; Erst letztes Jahr ein Artikel in der Zeitschrift Natur deutete darauf hin, dass es irgendwann in diesem Jahrhundert zu einem Zusammenbruch kommen könnte.

Andere Forscher sind dagegen eher zurückhaltend, wenn es darum geht, diesem speziellen Weltuntergangsszenario zu viel Sendezeit zu widmen. Die meisten Modelle zeigen immer noch eine Verlangsamung des AMOC, aber nicht seinen völligen Zusammenbruch. Als ich Calvin, einen Neurophysiologen und Präsidenten der CO2 Foundation, wegen der aktuellen Relevanz seiner Titelgeschichte kontaktierte, bemerkte er, dass der Niedergang von AMOC „vor 1998 eine starke Möglichkeit war, die Klimaforscher und Geldgeber motivierte; Jetzt, nach einem weiteren Vierteljahrhundert der Bemühungen, ist der langsame Rückgang klar erkennbar.“ Dennoch bleibe erhebliche Unsicherheit darüber bestehen, „wo und wie schnell es passieren kann, da niemand die Abkühlungsdynamik versteht“. Droht also ein Tiefkühlzustand Europas? Die Antwort lautet für Arnold Gordon, Ozeanograph am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University, ein klares Nein.

„Ich glaube nicht, dass die derzeitige Klimaerwärmung AMOC zum Erliegen bringen wird“, sagte er mir letzte Woche am Telefon. „Es könnte sich in den kommenden Jahrzehnten verlangsamen. Aber ich denke, dass es gleich wieder nach oben gehen wird.“ Gordons Optimismus beruht auf seiner Überzeugung, dass selbst die stark verbesserten modernen Ozeanmodelle bestimmte Salzdynamiken im Atlantischen Ozean, die AMOC zugute kommen könnten, nicht richtig erfassen. Der Atlantik ist deutlich salziger als der Pazifik, und Unterschiede im Salzgehalt tragen zum Antrieb des AMOC-Förderbands bei.

Das Szenario einer „abrupten Abkühlung“ würde aus diesem Rückgang des Salzgehalts resultieren, der durch Schmelzwasser aus dem verschwindenden Nordeis verdünnt würde. Aber, sagte Gordon, diese Prognose – und die Modelle, die sie vorhersagen – berücksichtigen nicht das Agulhas-Leck, einen Zufluss von warmem, salzigem Wasser aus dem Indischen Ozean in den Südatlantik. Diese Ozeandynamik kann die Form riesiger Wirbel annehmen, die Modelle seiner Meinung nach notorisch schlecht einfangen können. Aber sobald das Salz aus der Agulhas-Leckage den Nordatlantik erreicht, prognostizierte er, dass AMOC wieder anlaufen würde. „Sie simulieren nicht einen wichtigen Teil des Salzes, das in den Atlantik gelangt“, erklärte er. „Wir brauchen Modelle mit höherer Auflösung, um das wirklich zu betrachten.“

Darüber hinaus führt eine stärkere Oberflächenerwärmung aufgrund der globalen Erwärmung dazu, dass das Meerwasser schneller verdunstet, wodurch Salz zurückbleibt und der Salzgehalt des verbleibenden Wassers zunimmt. „Mehr Verdunstung und mehr Leckage“, sagte Gordon. „Diese beiden Dinge zusammen werden den Süßwassereinträgen in der nördlichen Hemisphäre entgegenwirken.“ Selbst wenn Grönland schneller schmilzt als erwartet, wie es jetzt zu geschehen scheint, prognostizierte er, dass sich die Strömung verlangsamen und das salzige Wasser „ein bisschen Zeit brauchen“ könnte, um seinen Fluss wiederherzustellen, sich aber innerhalb von Jahrzehnten wieder normalisieren wird. Seiner Ansicht nach wird Europa erst in 1.300 Jahren wieder zu einem Eiswürfel werden. Viele Forscher scheinen sich irgendwo in der Mitte zu befinden: besorgt, aber nicht in Panik über das Schicksal von AMOC. Sogar Broecker, der Wissenschaftler, der zuerst die Theorie aufstellte, dass eine Neuorganisation der Ozeanzirkulation die dramatischen Veränderungen im Nordatlantik während der letzten Eiszeit auslöste, glaubte nicht, dass eine moderne Version annähernd so dramatisch sein würde.

Doch die Kluft zwischen Gordons optimistischer Sichtweise und der Düsterkeit der jüngsten Literatur, die davor warnt, dass eine AMOC-Abschaltung möglich oder unmittelbar bevorsteht, ist ein weiterer Beweis dafür, wie wenig wir über die komplexen Dynamiken wissen, die die globalen Meeresströmungen bestimmen. Seit Calvin seine Modelle veröffentlicht hat, haben sich die Ozeanzirkulationsmodelle dramatisch verbessert atlantisch Geschichte im Jahr 1998, aber wie Wissenschaftler bekanntlich sagen: Es bedarf weiterer Forschung. Klar ist, dass wir den Zusammenbruch von AMOC nicht annähernd erreichen wollen; Die Konsequenzen, wenn wir die globale Meeresdynamik nicht verstehen, lassen uns mit unserer eigenen Zukunft spielen.

„Mittelalterliche Kathedralenbauer haben im Laufe der Jahrhunderte aus ihren Konstruktionsfehlern gelernt, und ihre Unternehmungen belasteten die wirtschaftlichen Ressourcen und die Macht des Volkes ihrer Zeit weitaus stärker als alles, was bisher zur Stabilisierung des Klimas im 21. Jahrhundert diskutiert wurde“, schrieb Calvin 26 Jahre zuvor. „Vielleicht haben wir keine Jahrhunderte Zeit, um uns Weisheit anzueignen, und es wäre klug, unser Lernen auf die Jahre zu konzentrieren, die unmittelbar vor uns liegen.“