Rund um die Festlandssockel der Kontinente haben sich Unterwasser-Schluchten tief in die Ozeanhänge eingegraben. Diese meist steilwandigen, v-förmig eingeschnittenen Canyons reichen vom flachen Schelf bis in die Tiefsee hinab und können mehrere hundert Kilometer lang und mehrere Kilometer tief sein. Gebildet werden diese Unterwassercanyons meist durch lokale Strömungen, in denen ein Gemisch aus Sediment und Wasser die Kontinentalabhänge hinabfließt. Im Laufe der Zeit erodieren diese Trübströme den Meeresgrund und kerben sich tief in ihn ein. Die submarinen Schluchten prägen nicht nur die Topografie vieler Kontinentränder, sie spielen auch eine entscheidende Rolle in der Ozeandynamik: Sie transportieren Sedimente und Nährstoffe von der Küste in tiefere Meeresgebiete, verbinden Flach- und Tiefwasserzonen und schaffen Lebensräume mit hoher Artenvielfalt. Einer ersten globalen Bestandsaufnahme zufolge gibt es weltweit mehr als 100.000 Unterwassercanyons, die zusammen rund 4,4 Millionen Quadratkilometer Fläche einnehmen – mindestens. Denn die tatsächliche Zahl der submarinen Schluchten liegt Schätzungen zufolge weit höher.
Antarktische Unterwassercanyons verbinden Eis und Tiefsee
Eine besonders wichtige Rolle spielen Unterwassercanyons in den Polargebieten. „Diese Schluchten sind in der Arktis und Antarktis typischerweise tiefer in die Kontinentalhänge eingekerbt und länger als die Canyons in nicht polaren Breiten“, erklären Riccardo Arosio vom University College Cork und David Amblas von der Universität Barcelona. „An der Basis der Abhänge entwickeln sie sich oft zu Kanälen, die sich über hunderte Kilometer über den Meeresgrund bis in die Tiefsee erstrecken.“ Diese langen, tiefen Schluchten beeinflussen dadurch den Transport des Meerwassers sowohl vom Schelf in die Tiefe als auch umgekehrt. In der Antarktis fließt durch diese Schluchten kaltes, dichtes Wasser, das in Gebieten mit Meereis und Schelfeis entsteht, in die Tiefsee ab und bildet dort das antarktische Tiefenwasser. „Dieser Prozess ist entscheidend für die Belüftung der tiefsten Ozeanschichten und spielt eine wichtige Rolle für die globale thermohaline Zirkulation und die langfristige Speicherung von Kohlenstoff“, erklären die Forscher. Umgekehrt kann durch die Canyons wärmeres Wasser aus den tiefen Schichten bis auf den antarktischen Schelf vordringen. Dies verstärkt das Ausdünnen und Abschmelzen des Schelfeises und beschleunigt so auch die Gletscherschmelze an den Küsten der Antarktis.
Trotz dieser enormen Bedeutung waren die Unterwassercanyons der Antarktis aber bisher kaum erforscht und nur unvollständig kartiert. Deshalb haben Arosio und Amblas Daten aus der globalen bathymetrischen Datenbank IBCSOv2 ausgewertet. Sie umfasst mehr als 25.000 Milliarden Datenpunkte, die im Rahmen von fast 1500 Sonarkartierungen gesammelt wurden. „Dank der hohen Auflösung dieser neuen bathymetrischen Datenbank – 500 Meter pro Pixel im Vergleich zu ein bis zwei Kilometern pro Pixel bei früheren Karten – konnten wir halbautomatisierte Techniken zuverlässiger einsetzen, um Unterwassercanyons zu identifizieren, zu profilieren und zu analysieren“, erklärt Ambrosio. Diese Methode erlaubte es, die Tiefe, Länge und Verzweigung der submarinen Schluchten entlang der gesamten antarktischen Küste zu erfassen.
