Wissenschaftler lösen das Rätsel um ein Loch in der Antarktis, das doppelt so groß ist wie Wales | Wissenschaft | Nachricht

Wissenschaftler haben das Rätsel hinter dem Auftreten eines antarktischen Lochs gelöst, das doppelt so groß wie Wales ist.

Die seltene Öffnung im Meereis gab den Forschern Rätsel auf, als sie in den Wintern 2016 und 2017 auftrat.

Im Winter 2017 war die sogenannte Maud-Rise-Polynja besonders groß und wuchs von 9.500 Quadratkilometern Mitte September auf etwa 80.000 Quadratkilometer Ende Oktober.

Eine am Mittwoch (1. Mai) in Science Advances veröffentlichte Studie enthüllt jedoch einen Schlüsselprozess, bei dem Wissenschaftler nicht wussten, wie sich die Öffnung bilden und mehrere Wochen lang bestehen konnte.

Das Forscherteam der University of Southampton, der University of Göteborg und der University of California San Diego untersuchte die Maud-Rise-Polynya – benannt nach der untergetauchten bergähnlichen Struktur im Weddellmeer, über der sie wächst.

Sie fanden heraus, dass die Polynya durch komplexe Wechselwirkungen zwischen Wind, Meeresströmungen und der einzigartigen Geographie des Meeresbodens entstanden ist und Wärme und Salz an die Oberfläche transportiert.

In der Antarktis gefriert die Meeresoberfläche im Winter, wobei das Meereis eine Fläche bedeckt, die etwa doppelt so groß ist wie die kontinentale Fläche der Vereinigten Staaten.

In Küstengebieten kommt es jedes Jahr zu Öffnungen im Meereis. Hier blasen starke Küstenwinde vom Kontinent ab, drücken das Eis weg und legen das darunter liegende Meerwasser frei. Es ist viel seltener, dass sich diese Polynyas im Meereis über dem offenen Ozean bilden, Hunderte Kilometer von der Küste entfernt, wo die Meere Tausende Meter tief sind.

Aditya Narayanan, ein Postdoktorand an der University of Southampton, der die Forschung leitete, sagte: „Die Polynya Maud Rise wurde in den 1970er Jahren entdeckt, als erstmals Fernerkundungssatelliten gestartet wurden, die Meereis über dem Südpolarmeer sehen können.“

„Es hielt in aufeinanderfolgenden Wintern von 1974 bis 1976 an und Meeresforscher gingen damals davon aus, dass es ein jährliches Ereignis sein würde. Aber seit den 1970er Jahren kam es nur noch sporadisch und in kurzen Zeitabständen vor.“

„2017 war das erste Mal seit den 1970er Jahren, dass wir eine so große und langlebige Polynya im Weddellmeer hatten.“

In den Jahren 2016 und 2017 wurde die große kreisförmige Meeresströmung um das Weddellmeer stärker. Dies hat unter anderem zur Folge, dass die tiefe Schicht aus warmem, salzhaltigem Wasser ansteigt und sich so Salz und Wärme leichter vertikal mit dem Oberflächenwasser vermischen können.

Fabien Roquet, Professor für physikalische Ozeanographie an der Universität Göteborg und Mitautor der Studie, sagte: „Dieser Auftrieb hilft zu erklären, wie das Meereis schmelzen könnte. Aber wenn das Meereis schmilzt, führt dies zu einer Erfrischung des Oberflächenwassers.“ , was wiederum die Vermischung stoppen sollte, damit die Polynya bestehen bleibt. Es muss eine zusätzliche Salzzufuhr von irgendwoher erfolgen.

Die Forscher nutzten ferngesteuerte Meereiskarten, Beobachtungen von autonomen Schwimmkörpern und markierten Meeressäugetieren sowie ein Computermodell des Zustands des Ozeans. Sie fanden heraus, dass die turbulenten Wirbel Salz auf die Spitze des Meeresbergs beförderten, während die Strömung des Weddellmeeres um Maud Rise floss.

Von hier aus half ein Prozess namens „Ekman-Transport“, das Salz auf die Nordflanke des Maud Rise zu transportieren, wo sich die Polynya erstmals bildete. Beim Ekman-Transport bewegt sich Wasser in einem 90-Grad-Winkel zur Richtung des darüber wehenden Windes und beeinflusst so die Meeresströmungen.

„Der Ekman-Transport war der wesentliche fehlende Bestandteil, der notwendig war, um das Salzgleichgewicht zu verbessern und die Vermischung von Salz und Wärme in Richtung des Oberflächenwassers aufrechtzuerhalten“, sagt Co-Autor Professor Alberto Naveira Garabato, ebenfalls von der University of Southampton.

Polynyas sind Gebiete, in denen eine große Menge an Wärme und Kohlenstoff zwischen dem Ozean und der Atmosphäre übertragen wird. So sehr, dass sie sich auf den Wärme- und Kohlenstoffhaushalt der Region auswirken können.

Professorin Sarah Gille von der University of California San Diego, eine weitere Co-Autorin der Studie, sagte: „Die Abdrücke von Polynyas können mehrere Jahre nach ihrer Entstehung im Wasser verbleiben. Sie können die Art und Weise verändern, wie sich Wasser bewegt und wie Strömungen Wärme transportieren.“ In Richtung des Kontinents kann sich das dichte Wasser, das sich hier bildet, über den globalen Ozean ausbreiten.

Einige der gleichen Prozesse, die bei der Bildung der Maud-Rise-Polynja eine Rolle spielten, etwa das Aufsteigen von tiefem und salzigem Wasser, führen auch zu einem allgemeinen Rückgang des Meereises im Südpolarmeer.

Professor Gille fügte hinzu: „Zum ersten Mal seit Beginn der Beobachtungen in den 1970er Jahren gibt es einen negativen Trend beim Meereis im Südpolarmeer, der etwa 2016 begann. Bis dahin war es einigermaßen stabil geblieben.“