Atlantische Umwälzzirkulation auf Jahrtausendskala gesteuert vom Südlichen Ozean

Warum diese Ozeangeschichte wichtig ist

Tief unter der Meeresoberfläche transportieren langsam fließende Strömungen unauffällig Wärme, Kohlenstoff und Nährstoffe rund um den Globus und prägen damit das Klima, in dem wir leben. Diese Studie blickt mehr als tausend Jahre zurück, um zu untersuchen, wie sich diese verborgenen Strömungen im Laufe der Zeit verändert haben. Anhand chemischer Hinweise, die in Tiefseekorallen eingeschlossen sind, zeigen die Autor:innen, dass Verschiebungen der Gewässer um die Antarktis die Stärke einer wichtigen atlantischen Strömung beeinflusst haben, die Wetter, Meeresspiegel und Ökosysteme an Land und im Meer prägt.

Klimageschichte aus Tiefseekorallen lesen

Anstatt sich nur auf moderne Instrumente zu stützen, die die Ozeane erst seit wenigen Jahrzehnten beobachten, nutzten die Forschenden alte Bambuskorallen von Seamounts im südwestlichen Pazifik und aus einem tiefen Becken nahe der Antarktis. Diese Korallen wachsen langsam und lagern Kalzit-Skelette ab, die Informationen über Temperatur, Salzgehalt, Alter und Säuregehalt des umgebenden Wassers speichern. Durch sorgfältiges Datieren der Korallenschichten und Messung von Verhältnissen wie Magnesium zu Calcium, Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopen, Radiokohlenstoff und Borisotopen rekonstruierte das Team die Geschichte einer mitteltiefen Wassermasse, bekannt als Antarctic Intermediate Water, über die vergangenen 1.300 Jahre.

Ein langer Rückgang der südlichen Gewässer

Die Korallenaufzeichnungen zeigen, dass diese südlichen mitteltiefen Gewässer bis etwa zur Mitte des 15. Jahrhunderts relativ warm waren. Seitdem sind sie allmählich abgekühlt und weniger salzhaltig geworden. Weitere chemische Hinweise legen nahe, dass das Wasser in den letzten Jahrhunderten auch etwas jünger in radiokohlenstofflichem Alter und alkalischer geworden ist. Zusammengenommen deuten diese Veränderungen darauf hin, dass weniger tiefes, altes und kohlenstoffreiches Wasser aus der Umgebung der Antarktis an die Oberfläche aufsteigt und sich in die Zwischenschicht mischt. Stattdessen scheint ein größerer Anteil kühleren, frischeren Wassers diesen Ozeanteil zu speisen. Die Autor:innen argumentieren, dass dies auf eine allmähliche Abschwächung der Umwälzzirkulation im Südlichen Ozean hindeutet — des Systems aus Aufsteigen und Absinken, das die globalen Tiefenströme antreibt.

Südliche Veränderungen spürbar im Atlantik

Als das Team seine korallenbasierten Aufzeichnungen mit bestehenden Rekonstruktionen der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation verglich, stellten sie fest, dass Veränderungen im Südlichen Ozean im Atlantik mehrere Jahrzehnte später sichtbar werden. Perioden, in denen das Antarctic Intermediate Water abkühlte, stimmten mit späteren Verlangsamungen der Atlantik-Umwälzstärke überein, typischerweise mit einer Verzögerung von etwa 50 Jahren. Eine Koralle aus der Bransfield-Straße, einem Becken, das von Wasser beeinflusst wird, das die tiefsten Teile des Atlantiks speist, erzählte eine ähnliche Geschichte: Seit Mitte des 19. Jahrhunderts sind diese tiefen südlichen Gewässer parallel zu den Zwischenschichten abgekühlt und weniger salzig geworden, und ihre Schwankungen stimmen ebenfalls mit späteren Änderungen der Atlantik-Umwälzung überein. Dieses Muster stützt Modellresultate, die nahelegen, dass der Atlantik auf Änderungen der Eigenschaften südlich stammender Wasser über viele Jahrzehnte hinweg reagiert, wenn diese nach Norden transportiert werden.

Wechselseitiger Verkehr zwischen den Polen

Die Verbindungen sind nicht einseitig. Statistische Tests zeigen, dass auf kürzeren Zeitskalen von Jahren bis Jahrzehnten südliche Gewässer und die Atlantik-Umwälzung einander sowohl vorausgehen als auch nachfolgen können. Die Autor:innen werten dies als Hinweis auf schnelle wellenartige Signale, die sich rasch um die Ozeanbecken ausbreiten können, überlagert von der langsameren, advektiven Bewegung von Wassermassen. Sie identifizieren auch zwei Perioden, in denen die Atlantik-Umwälzung schwächer war als aufgrund des Zustands der südlichen Gewässer zu erwarten gewesen wäre: während der Mittelalterlichen Warmzeit etwa 1260 bis 1450 und erneut seit der Mitte des 20. Jahrhunderts. In diesen Zeiten scheinen lokale Faktoren im Nordatlantik, etwa Änderungen im Süßwasserzufuhr an der Oberfläche, das System stärker beeinflusst zu haben, als es südliche Einflüsse allein erklärt hätten.

Was das für unser künftiges Klima bedeutet

Für Nichtfachleute lautet die Kernbotschaft: Das atlantische Strömungssystem, das wegen seiner jüngsten Schwäche Aufmerksamkeit erregt, wurde über lange Zeiträume maßgeblich von Ereignissen rund um die Antarktis geprägt. Die Korallenarchive deuten darauf hin, dass die Umwälzung in beiden Hemisphären derzeit schwächer ist als zu irgendeinem Zeitpunkt im letzten Jahrtausend und dass der Atlantik zusätzlich durch lokale Veränderungen im Norden weiter geschwächt wurde. Statt isoliert zu wirken, verhalten sich die großen Meeresströmungen wie ein verknüpftes, langsam reagierendes Netzwerk. Zu wissen, dass der Südliche Ozean den Atlantik vorbedingen kann, schwach zu bleiben, hilft dabei, gegenwärtige Trends zu erklären und wird die Vorhersage verbessern, wie sich das Klimasystem in einer sich erwärmenden Welt entwickeln könnte.

Zitation: Thresher, R.E., Rintoul, S.R., Fallon, S.J. et al. Millennial-scale Atlantic overturning circulation led by the Southern Ocean. Nat. Geosci. 19, 520–525 (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-01959-6

Schlüsselwörter: Atlantische Umwälzzirkulation, Südlicher Ozean, Tiefseekorallen, Paleoklima, Änderung der ozeanischen Zirkulation