Die Antarktische Zirkumpolarströmung ist die umfangreichste Meeresströmung auf der Erde und verbindet die Atlantischen, Pazifischen und Indischen Ozeane miteinander. Diese Strömung reguliert weitgehend den Austausch von Wärme, Feuchtigkeit, Kohlenstoff und Nährstoffen zwischen dem Südlichen Ozean und den anderen Ozeanbecken, was folglich einen signifikanten Einfluss auf die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre und das globale Klima hat. Trotz ihrer zentralen Rolle in der weltweiten Ozeanzirkulation, dem Klimasystem und der Stabilität des antarktischen Eises, bleiben die Fragen, wann und wie sich diese Strömung entwickelt hat, seit fast vierzig Jahren weitgehend umstritten.
Lokalisierung der Klimaaufzeichnungen (Standorte DSDP 278 und ODP 744), die untersucht wurden, um die Entwicklung der Antarktischen Zirkumpolarströmung (ACC) seit dem Miozän zu rekonstruieren. Die Drake-Passage (DP) und die Tasmanische Passage (TG) sind ebenfalls auf der Karte angegeben, ebenso wie die Position der ozeanischen Fronten, die die geografischen Grenzen dieser Strömung definieren.
© Referenz Die Entstehung der Antarktischen Zirkumpolarströmung wurde lange Zeit ausschließlich mit der Öffnung der Drake-Passage zwischen Südamerika und der Antarktischen Halbinsel und der Tasmanischen Passage südlich von Australien in Verbindung gebracht. Dies hätte den antarktischen Kontinent zunehmend von jeglichem Wärmezufuhr isoliert und seine Vergletscherung während des Übergangs vom Eozän zum Oligozän vor 34 Millionen Jahren eingeleitet.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern, an dem auch das CNRS Terre & Univers beteiligt ist, stellt diese Theorie infrage. Das Team kombinierte innovative Techniken, wie die Analyse von Neodym-Isotopen in fossilen Fischzähnen, sowie die Messung der Korngröße in Meeresablagerungen aus dem Südlichen Ozean, die die letzten 31 Millionen Jahre abdecken. Diese neuen Aufzeichnungen haben es ermöglicht, den Zeitraum zu identifizieren, in dem die Antarktische Zirkumpolarströmung eine Zirkulation und Intensität ähnlich der heutigen aufwies; eine starke Strömung, die sich von der Oberfläche bis nahezu in die abgrundtiefen Tiefen erstreckt und ein weites Gebiet abdeckt.
Mikroskopische Identifikation der fossilen Fischzähne, die in den Sedimenten des Südlichen Ozeans gefunden wurden, vor dem Ausbohren und der Analyse der Neodym-Isotope zur Rückverfolgung der Entwicklung der Wassermassen.
© Referenz Diese Studie hat bestätigt, dass die Öffnung der Drake- und Tasmanischen Pässe in der Tat die Entfaltung dieser Strömung um den Kontinent herum ermöglichte. Die wahren Katalysatoren, die ihr die aktuellen Eigenschaften verliehen haben, sind jedoch die Zunahme des Dichtekontrasts zwischen den verschiedenen Wassermassen im Südlichen Ozean und die Intensivierung der Westwinde ("Westerlies"), die um den weißen Kontinent wehen.
Die Wissenschaftler haben festgestellt, dass diese großflächigen hydrologischen und atmosphärischen Veränderungen das Ergebnis der globalen Abkühlung des Erdklimas und der darauf folgenden Vergletscherung der Antarktis während des mittleren Miozän-Klimaübergangs vor etwa 14 Millionen Jahren sind, das heißt 20 Millionen Jahre später, als frühere Studien nahelegten. Daher haben wir geschlussfolgert, dass diese Klimaveränderungen für die Entstehung dieser Strömung verantwortlich sind, wie wir sie heute kennen.
Diese Untersuchung wirft daher viele grundlegende Fragen bzgl. der Zukunft dieser Strömung im Kontext des Klimawandels, der globalen Erwärmung und des fortschreitenden Abschmelzens des Antarktiseises auf.
Referenz:
Evangelinos, D., Etourneau, J., van de Flierdt, T.
et al.
Late Miocene onset of the modern Antarctic Circumpolar Current.
Nat. Geosci. 17, 165-170 (2024).
Quelle: CNRS INSU