Ein Zusammenbruch der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation würde zu erheblicher Freisetzung von Kohlendioxid aus dem Ozean und zusätzlicher globaler Erwärmung führen

Warum diese Geschichte aus dem Ozean wichtig ist

Viele Klima‑Warnungen konzentrieren sich auf steigende Temperaturen und schmelzendes Eis, doch tief unter der Oberfläche stabilisiert ein riesiges ozeanisches Förderband stillschweigend unser Klima. Diese Studie untersucht, was passieren könnte, wenn dieses Förderband im Atlantik zusammenbricht. Die Autorinnen und Autoren zeigen, dass ein solcher Zusammenbruch nicht nur regionale Temperaturen um mehrere Grad verändern würde, sondern auch im Ozean gespeichertes Kohlendioxid freisetzen und so zusätzlich zur vom Menschen verursachten Erwärmung langfristig beitragen würde.

Ein ozeanisches Förderband von planetarischem Ausmaß

Die atlantische meridionale Umwälzzirkulation (AMOC) ist ein gewaltiges Strömungssystem, das warmes Oberflächenwasser nach Norden transportiert und kaltes, dichtes Wasser in der Tiefe nach Süden zurückführt. Sie trägt dazu bei, Nordwest‑Europa milder zu machen, und beeinflusst Wetter‑ und Klimamuster weltweit. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler befürchten, dass zunehmende Süßwassereinträge durch Niederschlag, Flüsse und schmelzendes Eis diese Zirkulation schwächen könnten. Klimarekorde aus der Vergangenheit deuten darauf hin, dass scharfe AMOC‑Verschiebungen mit abrupten Klimaschwankungen einhergingen, doch die Folgen für die heutige, wärmere und kohlenstoffreichere Welt sind weiterhin unsicher.

Ein klimatischer Kipppunkt auf dem Prüfstand

Um dieses Risiko zu untersuchen, nutzten die Forschenden ein schnelles, aber umfassendes Erdsystemmodell namens CLIMBER‑X. Zunächst ließen sie das simulierte Klima bei unterschiedlichen Kohlendioxidniveaus – von vorindustriellen Bedingungen bis zu mehr als dem Doppelten – in ein langfristiges Gleichgewicht kommen. Anschließend fügten sie große Süßwasserimpulse in den Nordatlantik ein, um die AMOC zum Stillstand zu bringen, und beobachteten, wie sich Temperaturen und der Kohlenstoffkreislauf über Jahrtausende entwickelten. Durch drei Modellversionen – eine mit vollständiger Land‑ und Ozeanbiologie, eine nur mit dem ozeanischen Kohlenstoff und eine mit festem atmosphärischem Kohlenstoff – konnten sie physikalische Abkühlungen von kohlenstoffgetriebener Erwärmung trennen.

Kühler Norden, wärmerer Süden

Als die Zirkulation zusammenbrach, kühlte der Planet nicht einfach gleichmäßig ab. Der Wärmetransport in den nördlichen Nordatlantik nahm stark ab, was dort und rund um die Arktis eine starke Abkühlung zur Folge hatte – in den langfristigen Simulationen etwa 7 Grad Celsius im äußersten Norden. Ausdehnendes Meereis reflektierte mehr Sonnenlicht und verstärkte die Auskühlung. Gleichzeitig erwärmte sich die Südhalbkugel, insbesondere rund um die Antarktis, wo die Temperaturen schließlich um etwa 6 Grad anstiegen. In Kombination mit der fortlaufenden Treibhausgaserwärmung in einer mittel‑bis-hoch‑kohlenstoffreichen Welt wurden Teile des Südlichen Ozeans gegenüber vorindustriellen Zeiten um mehr als 10 Grad wärmer, während der Nordatlantik deutlich kühler blieb.

Verborgener Kohlenstoff steigt an die Oberfläche

Das überraschendste Ergebnis betraf den Kohlenstoff. Physikalisch betrachtet sorgte der Zusammenbruch zunächst für eine leichte Abkühlung der Erde. Doch die veränderte Zirkulation reorganisierte auch die Art und Weise, wie der Ozean Kohlenstoff speichert. Als das atlantische Förderband ins Stocken geriet, wurde um die Antarktis eine verstärkte Durchmischung ausgelöst. Dadurch wurden kohlenstoffreiche Tiefenwässer „entkorkt“ und große Mengen gelösten Kohlenstoffs konnten in die Atmosphäre entweichen. Abhängig vom Hintergrund‑Kohlendioxidniveau stiegen die atmosphärischen Konzentrationen im vollständig interaktiven Modell um etwa 47 bis 83 Teile pro Million – das entspricht einer zusätzlichen Freisetzung von etwa 100 bis 175 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Luft. Landökosysteme nahmen einen Teil dieses zusätzlichen Kohlenstoffs auf, jedoch nicht genug, um ihn auszugleichen, sodass die globale Durchschnittstemperatur am Ende etwa 0,2 Grad Celsius wärmer war als vor dem Zusammenbruch.

Was das für unsere Zukunft bedeutet

Anschaulich zeigt diese Arbeit, dass ein Zusammenbruch der atlantischen Zirkulation ein zweischneidiger Schock wäre: Er würde einige nördliche Regionen deutlich abkühlen und zugleich im Süden starke Erwärmung und Kohlenstofffreisetzung auslösen, wodurch die globale Temperatur weiter ansteigen würde. Auch wenn sich derartige langfristige, vollständig realisierte Veränderungen nicht genau so ereignen müssen wie im Modell, unterstreicht die Studie ein wesentliches Risiko. Der tiefe Ozean, oft als ruhiger Speicher unserer Emissionen betrachtet, könnte zu einer zusätzlichen Quelle von Treibhausgasen werden, falls ein großer zirkulatorischer Kipppunkt überschritten wird — und damit die Klimaerwärmung eher verstärken als dämpfen.

Zitation: Nian, D., Willeit, M., Wunderling, N. et al. Collapse of the Atlantic meridional overturning circulation would lead to substantial oceanic carbon release and additional global warming. Commun Earth Environ 7, 295 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03427-w

Schlüsselwörter: Atlantische Umwälzzirkulation, ozeanische Kohlendioxidfreisetzung, klimatische Kipppunkte, Erwärmung des Südlichen Ozeans, globale Erwärmung