E10 Kryosphäre-Ozean-Wechselwirkungen

Thema

Die Wechselwirkung zwischen Kryosphäre und Ozean erfolgt in beide Richtungen gleichzeitig und ist grundlegend für die Aufrechterhaltung der globalen Meereszirkulation.

Der wichtigste Prozess dieser Wechselwirkung ist die Bildung von dichtem Wasser durch Salzabgabe beim Gefrieren von Meerwasser. Beim Entstehen von Meereis gibt dieses das enthaltene Salz an das darunter liegende flüssige Wasser ab, wodurch dieses dichter und salziger wird als das umgebende Wasser. Dieses dichte, salzige Wasser sinkt durch Tiefenkonvektion in die Tiefsee ab, und genau dieses Absinken treibt die globale thermohaline Zirkulation an, einschließlich der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC) und ihres Gegenstücks in den Gewässern um die Antarktis. Verliert die Kryosphäre Meereis, schwächt sich dieser Prozess der Bildung von dichtem Wasser ab, was wiederum die globale thermohaline Zirkulation selbst schwächen kann.

Das Eindringen von warmem, tiefem zirkumpolarem Wasser unter die antarktischen Schelfeise ist der aktivste ozeanische Mechanismus zur Destabilisierung von Gletschern auf dem Meeresboden. Dieses tiefe zirkumpolare Wasser erreicht den Meeresboden mit einer Temperatur zwischen einem und drei Grad Celsius, deutlich über dem Schmelzpunkt des Eises in dieser Tiefe von etwa minus zwei Grad Celsius. Es schmilzt die Basis der Schelfeise in einigen Gebieten des Antarktischen Pazifiks mit einer Geschwindigkeit von zehn bis fünfzig Metern pro Jahr. Dieses basale Abschmelzen verringert die Stützwirkung der Schelfeise auf die sie speisenden Gletscher, wodurch deren Abfluss ins Meer beschleunigt wird.

In der zwischen der Basis eines Schelfeises und dem Meeresboden entstehenden Kavität setzt warmes Wasser eine wärmegetriebene Zirkulationszelle in Gang: Warmes Wasser dringt durch die Basis des Schelfeises ein, schmilzt einen Teil des Eises, kühlt sich dabei ab und reichert sich mit Süßwasser an. Da es nun eine geringere Dichte als das umgebende Wasser aufweist, steigt es entlang der Schelfeisbasis auf und verlässt die Kavität schließlich in einer mittleren Meerestiefe. Diese Zirkulationszelle transportiert Wärme aus dem Ozean zur Grenzfläche zwischen Eis und Ozean und steuert letztendlich die Geschwindigkeit, mit der die Basis des Schelfeises – mit der diese Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Kryosphäre und Ozean begann – schmilzt.

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