Die thermoaline Zirkulation ist eine Meeresströmung, die für das Leben auf der Erde unerlässlich ist
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Die globale thermoaline Zirkulation (CTG), thermosaline oder thermohaline Zirkulation ist ein Konzept, das sich auf die Bewegung des Meerwassers durch alle Hemisphären bezieht und für die Erwärmung und Abkühlung bestimmter Regionen verantwortlich ist. Das Wort "Termoalina" kommt vom Wort "Termohalina", wobei sich das Präfix "Term" auf die Temperatur und das Suffix "Halina" auf Salz bezieht.
Der Haupttreiber dieses ozeanografischen Phänomens ist der Dichteunterschied zwischen den Meeresströmungen, der durch die Salzmenge und die Wassertemperatur bestimmt wird. Mit der globalen Erwärmung und dem Schmelzen der polaren Eiskappen nimmt die Salzkonzentration ab, wodurch die thermoaline Zirkulation unterbrochen werden kann.
- Was ist globale Erwärmung?
Einige Wissenschaftler haben gewarnt, dass dieses Szenario für die Menschheit katastrophal sein könnte, indem die Menge an Schwefelwasserstoff (H2S) im Ozean und in der Atmosphäre signifikant erhöht wird. Dieses Gas mit einem hohen Potenzial zur Schädigung der Ozonschicht war für das Massensterben der Vergangenheit verantwortlich. Verstehen:
- Was ist die Ozonschicht?
Wie die thermoaline Zirkulation funktioniert
Im gesamten Ozean befindet sich Salzwasser an der Oberfläche - weil es heißer ist als Wasser mit weniger Salz. Diese beiden Regionen vermischen sich nicht, außer in einigen besonderen Fällen, wie im thermoalinen Kreislauf.
Der Planet Erde, der durch Breitenunterschiede gekennzeichnet ist, erhält am Äquator, der der Sonne am nächsten gelegenen Region, eine größere Menge an Sonnenenergie. Somit ist in diesem Bereich die Menge an Meerwasserverdunstung größer, was folglich eine höhere Salzkonzentration verursacht.
Ein weiteres Phänomen, das die Salzkonzentration im Ozean erhöht, ist die Bildung von Eis. Sowohl in den Regionen mit der größten Verdunstung des Meerwassers als auch in den Gebieten, in denen sich Eis bildet, ist die Salzkonzentration höher.
Der Teil mit der höchsten Salzkonzentration ist dichter als der Teil mit dem geringsten Salzgehalt. Wenn also ein Teil des Ozeans, der einen höheren Salzgehalt enthält, mit einem Teil mit einem niedrigeren Salzgehalt in Kontakt kommt, wird ein Strom gebildet. Die Region mit der höchsten Dichte (mit der höchsten Salzkonzentration) wird von der Region mit der niedrigsten Dichte (mit der niedrigsten Salzkonzentration) verschluckt und eingetaucht. Dieses Untertauchen erzeugt einen sehr großen und langsamen Strom, der als thermoaline Zirkulation bezeichnet wird.
Sehen Sie sich im folgenden Video an, wie die Bewegung der thermoalinen Zirkulation in der Animation der NASA abläuft:Diese Animation zeigt eine der Hauptregionen, in denen Meeresströmung im Nordatlantik um Grönland, Island und die Nordsee gepumpt wird. Die Oberflächenozeanströmung bringt neues Wasser durch den Golfstrom in diese Region des Südatlantiks, und das Wasser kehrt durch den Nordatlantik-Tiefwasserstrom in den Südatlantik zurück. Der kontinuierliche Zufluss von heißem Wasser in den Polarozean des Nordatlantiks hält die Regionen um Island und Südgrönland das ganze Jahr über praktisch frei von Meereis.
Die Animation zeigt auch ein weiteres Merkmal der globalen Ozeanzirkulation: den antarktischen Zirkumpolarstrom. Die Region um den südlichen Breitengrad 60 ist der einzige Teil der Erde, in dem der Ozean ohne Land auf dem Weg über die Welt fließen kann. Infolgedessen fließen Oberflächen- und Tiefwasser von West nach Ost um die Antarktis. Diese zirkumpolare Bewegung verbindet die Ozeane des Planeten und ermöglicht eine Zunahme der Zirkulation tiefer atlantischer Gewässer im Indischen und Pazifischen Ozean sowie eine Schließung der Oberflächenzirkulation mit der Strömung nach Norden im Atlantik.
Die Farbe des Weltozeans zu Beginn der Animation repräsentiert die Dichte des Oberflächenwassers, wobei die dunklen Regionen dichter und die hellen Regionen weniger dicht sind. In der Animation wird die Bewegung beschleunigt, um das Verständnis des Phänomens zu verbessern. In Wirklichkeit ist diese Bewegung jedoch sehr langsam und es ist schwierig, sie zu messen oder zu simulieren.
Größenänderung von Kathleen Miller
Die Einstellung der thermoalinen Zirkulation kann katastrophal sein
In den letzten zwei Jahrzehnten gab es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine wachsende Besorgnis über die Einstellung der thermoalkalischen Zirkulation. Mit steigenden globalen Temperaturen beginnen Grönlands Eiskappen und arktische Regionen mit alarmierender Geschwindigkeit zu schmelzen. Die Arktis, die etwa 70% des gesamten Süßwassers der Erde enthält, verdünnt die Salzkonzentration im Ozean.
Die Abnahme der Salzkonzentration unterbricht den Stromfluss, der durch den Dichtegradienten erzeugt wird. Laut einer von der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie ist der Nettofluss der thermoalinen Zirkulation seit den 1950er Jahren um 30% gesunken.
Diese Verlangsamung der thermoalinen Zirkulation kann den Temperaturabfall in bestimmten Regionen erklären. Obwohl die globalen Gesamttemperaturen steigen, führt das Fehlen heißer Ströme in natürlich vorkommenden Regionen zu niedrigeren Temperaturen.
Über die Auswirkungen von Kühlströmen besteht jedoch nach wie vor große Unsicherheit. Wenn die Temperaturen etwas sinken, können sie den Auswirkungen der globalen Erwärmung in Regionen wie Europa einfach entgegenwirken.
Dies bedeutet nicht, dass der Rest der Welt so viel Glück haben wird. In einem dunkleren Szenario kann eine drastische Verringerung der thermoalinen Zirkulation zu einem erheblichen Temperaturabfall führen. Wenn sich die Verlangsamung fortsetzt, können Europa und andere Regionen, die auf eine thermomineralische Zirkulation angewiesen sind, um das Klima angemessen warm und mild zu halten, mit einer Eiszeit rechnen.
Ein besorgniserregenderes Ergebnis einer Unterbrechung der thermoalinen Zirkulation ist die mögliche Auslösung eines anoxischen Ereignisses - anoxisches Wasser ist ein Bereich mit Meerwasser, Süßwasser oder Grundwasser, in dem der gelöste Sauerstoff abgereichert ist und der eine schwerwiegendere Hypoxie darstellt.
Anoxische Ereignisse wurden in der prähistorischen Zeit der Erde mit Störungen der Meeresströmungen und Ereignissen der globalen Erwärmung in Verbindung gebracht. Wenn die Ozeane stagnieren, wird das Meeresleben aktiver. Ozeanische Organismen wie Plankton, die nicht genügend Bewegungen haben, um den Strömungen entgegenzuwirken, haben die Möglichkeit, sich in großer Zahl zu vermehren.
Mit zunehmender Biomasse des Ozeans beginnt die Sauerstoffmenge im Ozean zu sinken. Das Leben in den Ozeanen braucht Sauerstoff, um zu überleben, aber bei vielen Organismen ist es schwierig, Sauerstoff zu erhalten. Regionen mit niedrigem Sauerstoffgehalt können sich in tote Zonen verwandeln, in denen ein Großteil des Meereslebens nicht überleben kann.
Während dieser anoxischen Ereignisse in der Vergangenheit der Erde wurden große Mengen Schwefelwasserstoff aus den Ozeanen freigesetzt. Dieses schädliche Gas ist mit Massensterben verbunden, da Säugetiere und Pflanzen mit seiner Anwesenheit in der Atmosphäre nicht überleben können.
Dieselben Forscher zeigten auch, dass die Freisetzung dieses Gases die Ozonschicht beschädigt hätte. Diese Theorie wurde durch Fossilienbestände gestützt, die Narben im Zusammenhang mit ultravioletter Strahlung (UV) zeigten. Massive Mengen an UV-Strahlung würden das Aussterben terrestrischer Organismen weiter erleichtern. Das menschliche Leben, wie wir es kennen, wird unter diesen Umweltbedingungen unmöglich sein.
Noch beängstigender ist, dass die Erde bei jedem Massensterben und der Einstellung von Thermoaline globale Rekordtemperaturen und einen hohen Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre aufwies. Während des Aussterbens der Perm-Trias erreichten die atmosphärischen Kohlenstoffgehalte 1000 ppm. Die aktuellen Konzentrationen betragen 411,97 ppm (parts per million). Die Erde ist noch weit davon entfernt, katastrophale Kohlenstoffwerte zu erreichen, aber das ist kein Grund, diese Angelegenheit loszulassen.
Es muss ein Verständnis dafür bestehen, dass die thermoaline Zirkulation nach dem Stoppen nicht mehr neu gestartet werden kann, ohne dass etwas weniger als eine Million Jahre vergangen sind!
