Der Antarktische Zirkumpolarstrom: Bedeutung und Funktionsweise

Der mächtigste Fluss der Erde ohne Ufer

Der Antarktische Zirkumpolarstrom (AZS) umrundet die Antarktis in einer ununterbrochenen Schleife und ist der größte und stärkste Meeresstrom der Welt. Er transportiert etwa 135 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde – das ist etwa das 135-fache der kombinierten Wassermenge aller Flüsse der Erde. Keine Landmasse steht ihm im Weg, so dass er den Atlantik, den Pazifik und den Indischen Ozean in einem einzigen, unaufhaltsamen Kreislauf verbindet, der von den heftigen Westwinden des Südlichen Ozeans angetrieben wird.

Wie der AZS funktioniert

Der AZS verdankt seine Existenz einer einfachen geografischen Tatsache: Die Antarktis ist von offenem Meer umgeben. Zwischen etwa 45°S und 65°S Breitengrad unterbricht kein Kontinent den Wasserfluss, so dass die starken Westwinde, die über diese Breitengrade wehen, das Oberflächenwasser ungehindert nach Osten treiben. Dadurch entsteht ein breiter, tiefer Strom, der in mehrere zusammenhängende Jets unterteilt ist, die jeweils Hunderte von Kilometern breit sind.

Innerhalb des Stroms wirbeln unzählige mesoskalige Wirbel – rotierende Strudel mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern – ständig umher. Diese Wirbel wirken wie Mischer und transportieren Wärme und Nährstoffe zwischen verschiedenen Meerestiefen und Breitengraden. Dieser Prozess ist essenziell für die globale thermohaline Zirkulation, oft auch als „ozeanisches Förderband“ bezeichnet, die Wärme von den Tropen zu den Polen und zurück verteilt.

Eine 30 Millionen Jahre alte Geschichte

Der AZS existierte nicht immer. Vor zig Millionen Jahren war die Antarktis mit Südamerika und Australien verbunden, was jegliche zirkumpolare Strömung verhinderte. Als sich die tektonischen Platten verschoben und die Drake-Passage zwischen der Antarktis und Südamerika öffnete – Schätzungen reichen von 34 bis 23 Millionen Jahren –, begann das Wasser frei um den Kontinent zu fließen.

Jüngste Forschungsergebnisse, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurden, zeigen, dass die bloße Öffnung dieser Meeresstraßen nicht ausreichte. Der AZS konnte seine volle klimakühlende Wirkung erst entfalten, als sich die Westwinde nach Süden verlagerten und sich an den neuen Passagen ausrichteten. Sobald dies geschah, begann der Strom, die Antarktis thermisch zu isolieren, was dazu beitrug, den Kontinent unter Eis einzuschließen und Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu ziehen – was zu einer dramatischen globalen Abkühlung beitrug.

Warum der AZS für das globale Klima wichtig ist

Der AZS dient als wichtigste „Autobahn“ der Erde für den Austausch von Wärme, Kohlendioxid und Nährstoffen zwischen den Ozeanbecken. Er wirkt als thermische Barriere und hält warme subtropische Gewässer von den antarktischen Eisschilden fern. Ohne ihn wären die massiven Eisreserven der Antarktis – genug, um den globalen Meeresspiegel um etwa 58 Meter anzuheben, wenn sie vollständig schmelzen würden – weitaus gefährdeter.

Der Strom spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Kohlenstoffaufnahme. Der Südliche Ozean absorbiert einen überproportional großen Anteil des vom Menschen produzierten CO₂, und die Mischwirkung des AZS trägt dazu bei, diesen Kohlenstoff in die Tiefsee zu ziehen, was das Tempo der Erwärmung der Atmosphäre verlangsamt.

Der Klimawandel verändert den Strom

Wissenschaftler haben dokumentiert, dass sich der AZS beschleunigt. Forschungsergebnisse der Scripps Institution of Oceanography zeigen, dass sich die Winde des Südlichen Ozeans in den letzten Jahrzehnten um etwa 40 % verstärkt haben, wodurch der Strom schneller wird und wärmeres Wasser in Richtung der schwimmenden Eisflächen der Antarktis zieht. Dieses wärmere Wasser erodiert die Schelfe von unten und beschleunigt den Eisverlust.

Eine in Nature veröffentlichte Studie, die fünf Millionen Jahre der AZS-Variabilität untersuchte, bestätigte, dass sich der Strom in der Vergangenheit in Warmzeiten beschleunigt und in Kaltzeiten verlangsamt – wobei jede Beschleunigung mit einem erheblichen Eisverlust in der Antarktis zusammenfiel. Das Muster deutet darauf hin, dass sich die heutige Beschleunigung, die durch die vom Menschen verursachte Erwärmung angetrieben wird, fortsetzen wird und den Anstieg des Meeresspiegels beschleunigen könnte.

Paradoxerweise könnte das schmelzende Eis selbst den AZS letztendlich verlangsamen. Frisches Schmelzwasser verdünnt das salzige, dichte Wasser, das zur Förderung der Tiefseezirkulation beiträgt. Einige Modelle prognostizieren, dass sich der Strom bis 2050 um 20 % abschwächen könnte, da der Süßwasserzufluss die Dichtegradienten stört, die ihn antreiben – eine Verschiebung, die kaskadenartige Auswirkungen auf die marinen Ökosysteme, die Wettermuster und die Fähigkeit des Ozeans zur Kohlenstoffaufnahme hätte.

Ein Strom, der es wert ist, beobachtet zu werden

Der Antarktische Zirkumpolarstrom ist weit mehr als nur ein abgelegenes ozeanisches Phänomen. Er reguliert die globalen Temperaturen, treibt Nährstoffkreisläufe an, die das Meeresleben von Krill bis zu Walen erhalten, und wirkt als wichtiger Puffer gegen die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels. Während Wissenschaftler weiterhin untersuchen, wie die Erwärmung diese planetarische Maschine umgestaltet, bleibt der AZS eine der wichtigsten – und am genauesten beobachteten – Kräfte im Klimasystem der Erde.