Das „Förderband“ des Atlantischen Ozeans, eine starke Strömung, die warmes Wasser nach Norden zieht, bevor es im Nordatlantik abtaucht, ist ein ständiger Begleiter der Menschheit. Seit 8000 Jahren hat er sich nicht verändert und Westeuropa mit tropischer Wärme versorgt. Eine neue Studie über die Stärke der Strömung während der letzten halben Million Jahre deutet jedoch darauf hin, dass die globale Erwärmung die Strömung nicht, wie von einigen Wissenschaftlern befürchtet, in absehbarer Zeit zum Erliegen bringen könnte. Stattdessen könnte sie eine Wiederholung alter Ereignisse auslösen, als mehrere Erwärmungsschübe rasche, jahrhundertelange Schwankungen in der Stärke der Strömung verursachten und ein Klimachaos auslösten, das Europa abwechselnd abkühlte und erwärmte.

„Eine starke Zirkulation kann auch sehr variabel sein. Das ist vielleicht die wichtigste Erkenntnis“, sagt Ulysses Ninnemann, Paläoklimaforscher an der Universität Bergen und Mitautor der neuen Studie.

Das atlantische Förderband läuft auf Salz. Zunächst bringen der Golfstrom und ähnliche Strömungen salziges, warmes Wasser Tausende von Kilometern nach Norden zu den Meeren um Grönland und Island, wo es abkühlt und auf den Meeresboden sinkt. Dort wandert es langsam durch die Tiefen des Meeres nach Süden. Diese Strömungen spielen nicht nur eine große Rolle für das Klima in Europa, sondern helfen den Ozeanen auch dabei, einen Großteil der Wärme zu binden, die der Mensch durch die Einleitung von Treibhausgasen in die Atmosphäre gebunden hat.

Allerdings kann schwimmfähiges Süßwasser diesen Motor abwürgen, indem es das schwere Salzwasser verdünnt und die Menge begrenzt, die im Nordatlantik abtaucht. Das ist mit ziemlicher Sicherheit am Ende früherer Eiszeiten geschehen, als die kilometerdicken Eisschilde, die Nordamerika bedeckten, im Nordatlantik schmolzen. Um herauszufinden, ob dies wirklich der Fall ist, untersuchten Eirik Vinje Galaasen, Paläoklimatologe an der Universität Bergen, und seine Kollegen einen 250 Meter langen Tonkern, der zuvor vor der Südspitze Grönlands gebohrt worden war, und zwar an einer Stelle, die dafür bekannt ist, dass sie Sedimente aufnimmt, die vom abtauchenden Oberflächenwasser mitgerissen werden. Überall in den Schmutzschichten, die 500 000 Jahre Geschichte repräsentieren, fanden sich winzige Schalen von Einzellern, die als Foraminiferen bekannt sind. Galaasen und Kollegen spülten die Foraminiferenfossilien aus den verschiedenen Schlammschichten und analysierten ihre chemische Zusammensetzung, um herauszufinden, was sie über die atlantische Zirkulation aussagen. „

Jedes Fossil enthielt einen isotopischen Fingerabdruck der Reisegeschichte des umgebenden Wassers, der in ihre Schalen integriert war. Es gibt nur zwei Orte auf der Erde, an denen das Wasser von der Oberfläche zum Meeresboden absteigt: der Südliche Ozean und der Nordatlantik. Das Wasser aus der nährstoffreichen Antarktis enthielt mehr Kohlenstoff-12 als Kohlenstoff-13, während das Wasser aus dem nährstoffarmen Nordatlantik das umgekehrte Muster aufwies. Durch die Untersuchung des Verhältnisses der Kohlenstoffisotope im Laufe der Zeit konnte Galaasen feststellen, wann die Strömung stark war und den Nordatlantik hinunterzog und wann sie schwach war, so dass südliche Gewässer dominierten.

Die Fossilien zeigten, dass die Stärke der atlantischen Zirkulation stark abfiel, bevor sie sich während der Spitzenerwärmung in drei jüngsten Zwischeneiszeiten wieder erholte, berichten sie heute in Science. Diese Schwankungen, die vor etwa 423.000, 335.000 und 245.000 Jahren auftraten, dauerten manchmal nur 100 Jahre. Obwohl das Team nicht modelliert hat, wie diese Schwankungen das Klima verändert hätten, wären die Auswirkungen wahrscheinlich „katastrophal“ gewesen, sagt Guido Vettoretti, ein Klimawissenschaftler an der Universität Kopenhagen, der nicht an der Studie beteiligt war. Andere Modelle deuten darauf hin, dass die Verlangsamung der Zirkulation Nordeuropa stark abkühlt und Südeuropa austrocknet.

In den Proben waren die Verlangsamungen oft von Eisberg-Trümmern begleitet – ein Zeichen dafür, dass Schmelzwasser vom grönländischen Eisschild diese Zerstäubung verursacht haben könnte. Die Trümmer deuten darauf hin, dass das heutige Schicksal Grönlands nicht nur den Anstieg des Meeresspiegels beeinflusst, sondern auch das Klima beeinflussen könnte. „Der grönländische Eisschild könnte für die Stabilität unseres Klimasystems extrem wichtig sein“, sagt Vettoretti.

Wie belastbar ist der Atlantikstrom heute? Heutige Studien sind nur begrenzt aussagekräftig. Zwei Jahrzehnte der Überwachung haben zum Beispiel kurzfristige Schwankungen in der Stärke aufgezeigt, aber es ist schwierig, ein langfristiges Muster herauszuarbeiten – oder zu wissen, ob die menschliche Erwärmung die Strömung beeinflusst. Die neue Studie könnte diese Arbeit noch schwieriger machen und Vorhersagen darüber erschweren, wie sich die Zirkulation in Zukunft verändern könnte, sagt Ninnemann. Er fügt hinzu, dass die Modelle die Möglichkeit einbeziehen sollten, dass die globale Erwärmung dazu führen könnte, dass die Stärke der Zirkulation abnimmt und sich schnell wieder erholt.

Was jetzt notwendig ist, sagt Ninnemann, ist die fortgesetzte Beobachtung der heutigen Strömung, zusammen mit einer genauen Untersuchung, wie die alte Welt aussah, als sie unberechenbar wurde. Aber solche Bemühungen stoßen auf finanzielle und logistische Schwierigkeiten, besonders jetzt, wo eine Coronavirus-Pandemie ausgebrochen ist. Erst in diesem Monat hat das Vereinigte Königreich beispielsweise eine Fahrt abgebrochen, bei der Verankerungen von einer Anlage zur Beobachtung der Strömung geborgen werden sollten. Und obwohl das Programm über Mittel für die Aufstellung neuer Arrays verfügte, hat es derzeit kein Geld, um sie zu bergen. „Wir sind so knapp dran wie nie zuvor“, sagte Eleanor Frajka-Williams, die leitende Wissenschaftlerin des Arrays am National Oceanography Centre des Vereinigten Königreichs, in einem Interview vor der Abreise.

In gewisser Weise mag es wie eine gute Nachricht erscheinen, dass die Zirkulation abnehmen und sich wieder erholen kann, anstatt einfach abzunehmen oder, schlimmer noch, ganz zu versiegen. Aber Ninnemann stellt fest, dass die menschlichen Systeme der Landwirtschaft, des Handels und der Besiedlung nicht für solche Schwankungen ausgelegt sind. „Wir haben alles, was wir haben, in dieser relativ stabilen Klimaperiode aufgebaut“, erklärt Hinnemann. „Aber die geologischen Aufzeichnungen zeigen uns, dass dies eher eine Ausnahme als die Regel ist“

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