Einer Polynya im Weddellmeer fehlte es nicht an Salz | Polarjournal
Ein riesiges Loch klafft im Packeis des Weddellmeeres, hier 2017 von einem Satelliten aufgenommen. Während der Mechanismus der Bildung von Polynien relativ gut bekannt ist, hat die Polynya an der Maud-Steigung (Maud Rise) aufgrund ihrer Grösse und ihrer zeitlichen Persistenz viele Fragen bei Forschenden aufgeworfen. Foto: NASA

Die riesige „Maud-Rise“-Polynya im Weddellmeer hat die Forschung lange Zeit vor Rätsel gestellt. Inzwischen sind die Faktoren, die ihre Entstehung und ihr Fortbestehen erklären, besser bekannt. Es ist eine Geschichte von Winden, Strömungen, Topographie und viel Salz.

Die „Maud Rise“-Polynya im Weddellmeer nördlich der Antarktis wurde erstmals in den 1970er Jahren mit Hilfe von Fernerkundungssatelliten identifiziert und tauchte in den folgenden Jahrzehnten sporadisch und kurzzeitig immer wieder auf. Bisher schien dies nichts Außergewöhnliches, da Polynien ein normales Phänomen sind. Doch im Winter 2016-2017 nahm die Maud Rise Polynya ein gigantisches Ausmaß an. Sie erreichte eine Fläche von über 40’000 km2, was der Größe der Schweiz entspricht, und hielt wochenlang an.

Ein Forschungsteam der Universität Southampton, der Universität Göteborg und der Universität von Kalifornien in San Diego hat sich darauf mit diesem Thema befasst. Ihre Ergebnisse wurden am 1. Mai in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht. Es scheint, dass ein Zusammenspiel von verschiedenen Faktoren zur Entstehung der Polynya geführt hat.

Polynien sind wahre Oasen. Die Fülle an Nährstoffen, einschließlich der mikroskopisch kleinen Algen, die unter dem Eis wachsen, ziehen Vögel und Meeressäuger an, die hier Nahrung finden und sich ausruhen. Foto: NSF, Paul Ponganis

Eine Polynya, vom russischen Wort „polynia“ für Loch im Eis abstammend, ist eine offene Wasserfläche im Meereis. Dieses Phänomen ist völlig natürlich und kommt sowohl in der Arktis als auch in der Antarktis vor. Polynien treten in der Regel während der Sommermonate und an derselben Stelle auf.

Polynien können durch vertikale Meeresströmungen entstehen, die wärmeres Wasser aus der Tiefe an die Oberfläche befördern und so die Bildung von Eis verhindern. Diese Wasserflächen können auch durch Winde und Strömungen entstehen, die das Packeis aufbrechen und so Öffnungen im Meereis schaffen.

Um die einzigartige Polynya von Maud Rise zu schaffen, waren jedoch Wind, Meeresströmungen und die einzigartige Geographie des Meeresbodens erforderlich, um Wärme und Salz an die Oberfläche zu transportieren. Diese Bedingungen wurden im Winter 2016-2017 geschaffen, als der Weddell-Kreisel, eine große kreisförmige Meeresströmung, stärker wurde und die warme und salzige Tiefenwasserschicht an die Oberfläche brachte.

Doch damit nicht genug: „Dieser Wasseranstieg hilft zu erklären, wie das Meereis schmelzen könnte“, erwähnte Fabien Roquet, Professor für physikalische Ozeanographie an der Universität Göteborg und Co-Autor der Forschung, in einer Pressemitteilung, die von der Universität Southampton am 1. Mai veröffentlicht wurde. „Aber wenn das Meereis schmilzt, führt dies zu einer Abkühlung des Oberflächenwassers, was wiederum die Vermischung beenden sollte. Es muss also ein anderer Prozess stattfinden, damit die Polynya bestehen bleibt. Es muss eine zusätzliche Salzzufuhr von irgendwoher geben“.

Die Forscher fanden heraus, dass die sehr aktiven Meeresströmungen im Weddellmeer die besondere Topographie des „Maud Rise“ beeinflussen, ein Schelf, das sich wie ein riesiger Unterwasserhügel zur Oberfläche erhebt und das Salz an seiner Spitze verdrängt.

Dieser Prozess wird als Ekman-Transport bezeichnet und erklärt die gewaltige Grösse der Maud Rise Polynya: „Der Ekman-Transport war die entscheidende fehlende Zutat, die benötigt wurde, um das Salzgleichgewicht zu erhöhen und die Mischung von Salz und Wärme in Richtung Oberflächenwasser aufrechtzuerhalten“, bemerkte Alberto Naveira Garabato, Professor für physikalische Ozeanographie an der Universität von Southampton und Mitautor der Studie.

Link zur Studie: Aditya Narayanan et al., Ekman-driven salt transport as a key mechanism for open-ocean polynya formation at Maud Rise. Sci. Adv. 10, eadj0777 (2024). DOI:10.1126/sciadv.adj0777

Mirjana Binggeli, Polar Journal AG

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