See-Elefanten helfen Wissenschaftlern das Rätsel um Tiefenwasser Produktion zu lösen

Geschrieben am 09. Oktober 2016. Veröffentlicht in Forschung & Umwelt.

Antarktische See-Elefanten haben Wissenschaftlern bei ihrer Forschung assistiert die Rolle des schmelzenden Schelfeis hinsichtlich der Regelung der globalen Temperaturen zu verstehen. Die See-Elefanten trugen ozeanographische Messinstrumente auf dem Kopf während sie zur Nahrungssuche in die Tiefe tauchten. Die so gesammelten Ergebnisse trugen dazu bei, eine neue Quelle von Antarktischem Tiefenwasser im Osten der Antarktis zu identifizieren.

Ein antarktischer See-Elefant trägt ein kleines ozeanographisches Messinstrument auf dem Kopf. Das Instrument sammelt Daten während das Tier zur Nahrungssuche in die Tiefe taucht. Es ist nur angeklebt und fällt während des jährlich stattfindenden Fellwechsels ab, wenn sich Haare und äußere Hautschichten lösen. Bild: Clive R. McMahon

Forschungsergebnisse die vor kurzem in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, wurden mit Hilfe von See-Elefanten als Forschungsassistenten erzielt. Sie demonstrieren, dass Süsswasser von schmelzendem antarktischen Schelfeis die Prozesse verlangsamt, die für die Bildung der Tiefenwasserströmungen verantwortlich sind. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Regelung der globalen Temperatur. Die Studie unter der Leitung von Dr. Guy Williams vom Institute of Marine and Antarctic Studies und Antarctic Climate and Ecosystems CRC, zeigt, dass die Ergebnisse maßgeblich für das globale Klima sind. „Die Antarktis und der Südozean sind wie ein schlagendes Herz, sie produzieren tiefe und mächtige Ströme kalten Wassers, die die Vermischung der Wassermassen im Weltozean antreiben und die atmosphärischen Temperaturen regulieren,“ sagte Dr. Williams. „Diese Ströme beginnen mit der intensiven Meereisbildung im Winter um den antarktischen Kontinent herum. Dieser Prozess produziert kaltes, salzhaltiges und sehr dichtes (schweres) Wasser, das absinkt und in großen Mengen vom Kontinent abfließt. „Wenn die Produktion von Antarktischem Tiefenwasser geschwächt wird, führt das zu Veränderungen der globalen Ozeanzirkulation, die wiederum einen Wandel des globalen Klimas zur Folge hat."

Die Karte zeigt die thermohaline Zirkulation, die auch als das grosse „Ozean Förderband“ bezeichnet wird. Verschiedene Meereströmungen sind verantwortlich für den grossräumigen Austausch von Wassermassen im Weltozean. Ein Durchlauf dauert ca. 2000 Jahre. Die Ozeane sind als eine einzige Wassermasse dargestellt. Blaue Pfade sind Tiefenwasserströmungen, während rote Pfade Oberflächenströmungen darstellen. Bild: Avsa, Wikipedia Commons

2011 entdeckten die Forscher eine vierte Quelle des Antarktischen Tiefenwassers, Kap Darnley im Osten der Antarktis. Die neueste Forschung beinhaltet Daten aus zwei weiteren Jahre und zeigt, dass die Prydz Bay einen zusätzlichen Beitrag zum Kap Darnley Tiefenwasser leistet. Die Daten, die von den See-Elefanten produziert wurden ermöglichen eine umfangreiche räumliche und saisonale ozeanographische Abdeckung der Region. „Allerdings haben wir festgestellt, dass der Beitrag von Prydz Bay weniger salzig und dichter ist durch den Einfluss von Schelfeis in der Nähe,“ sagte Dr. Williams. „Es ist gut vorstellbar, dass die Produktion der globalen Meeresströmungen sich verlangsamt je mehr die Schmelzrate des Schelfeises zunimmt.“

Antarktisches Tiefenwasser entsteht im Weddell-Meer und Rossmeer, an der Adélie Küste und vor Kap Darnley. Oberflächenwasser kühlt sich in Polynyas, offenen Wasserstellen, und unter dem Schelfeis ab. Es handelt sich dabei um das dichteste und schwerste Wasser der Welt. Daten aus zwei zusätzlichen Jahre haben bestätigt, dass Prydz Bay im Osten der Antarktis einen zusätzlichen Beitrag zum Kap Darnley Tiefelwasser leistet. Bild: David Barringhaus

Als Teil der Integrierten Marine Observing Systems (IMOS) und mit Unterstützung des Australischen Antarktis Programms wurden See-Elefanten mit kleinen, ozeanographischen Messinstrumente auf ihre Köpfen ausgestattet. Sie sammelten damit Daten, während sie zur Futtersuche in Tiefen von bis zu 1800m tauchten. Wenn die See-Elefanten an die Oberfläche kamen, sendeten die Sensoren per Satellit Informationen an Land. Die Daten werden in Echtzeit über das Global Telecommunication System der World Meteorological Organisation zur sofortigen Verwendung zur Verfügung gestellt. IMOS macht die Daten ebenfalls über Ihr Datenportal verfügbar. Die ozeanographischen Daten der See-Elefanten werden auch zur Verhaltensforschung und zum Artenschutz benutzt. „Diese Studie wäre praktisch unmöglich gewesen ohne die Hilfe der See-Elefanten, die ozeanographische Daten in Regionen sammeln können, die in der Regel für Forschungsschiffe nur sehr schwer zugänglich sind“, sagte Dr. Williams.