Die Atlantische Meridionale Umwälzströmung (AMOC) wirkt wie eine gigantische Pumpe: Im arktischen Nordatlantik sinkt salziges, warmes Oberflächenwasser aus südlichen Gefilden ab und strömt als kaltes, dichteres Tiefenwasser zurück Richtung Äquator. Diese Tiefenkonvektion treibt die großräumigen Meeresströmungen an und trägt dadurch entscheidend zur Wärmeverteilung zwischen den Tropen und Polarregionen bei. “Das Golfstrom-System funktioniert wie ein riesiges Förderband, das warmes Oberflächenwasser vom Äquator nach Norden transportiert und kaltes, salzarmes Tiefenwasser zurück in den Süden schickt”, erklärt Seniorautor Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung PIK. “Es bewegt fast 20 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde, etwa das Hundertfache des Amazonasstroms.”
Langfristiger Trend oder nur natürliche Schwankung?
Doch schon länger mehren sich die Anzeichen dafür, dass diese Nordatlantische Umwälzströmung sensibel auf Klimaveränderungen reagiert. So zeigte dieser Strömungsmotor bereits in den warmen Zwischeneiszeiten mehrfach Aussetzer, die die Zirkulation zum Erliegen brachten. Und auch in der Neuzeit schwächelt das Golfstrom-System zunehmend: Weil durch die Klimaerwärmung mehr “süßes” Schmelzwasser in den nördlichen Atlantik strömt, verringert sich der Salzgehalt des Oberflächenwassers. Damit sinkt jedoch seine Dichte und das Absinken wird erschwert. Zusätzlich behindert auch das schwindende Meereis die nordatlantische Tiefenkonvektion. Messungen belegen, dass sich die Umwälzpumpe seit den 1950er-Jahren bereits um 15 Prozent abgeschwächt hat. Allerdings blieb dabei noch unklar, ob sich dies in einen langfristigen Trend einfügt oder möglicherweise doch nur eine länger anhaltende natürliche Schwankung darstellt.
Diese Frage haben nun Rahmstorf, seine Kollegin Levke Caesar und weitere Wissenschaftler anhand von sogenannten Proxydaten näher untersucht. Als solches werden natürliche “Zeitzeugen” bezeichnet, die indirekt Auskunft über den untersuchten Parameter geben. “Wir haben eine Kombination aus drei verschiedenen Datentypen verwendet, um Informationen über die Ozeanströmungen zu erhalten: die Temperaturänderungen im Atlantik, die Verteilung der Wassermassen und die Korngrößen der Tiefsee-Sedimente”, erklärt Caesar. “Während einzelne Proxydaten bei der Darstellung der AMOC-Entwicklung unvollkommen sind, ergab die Kombination aller drei ein robustes Bild der Umwälzzirkulation.” Die Proxydaten zu den drei Parametern stammten aus neun verschiedenen Quellen, darunter Jahresringen von Bäumen, Eisbohrkernen, Ozeansedimenten und Isotopenstudien, aber auch dem Auftreten verschiedener fossiler Meeresorganismen.
