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Ozeanografie

Spurenelement verrät globale Meeresströmungen

Die Meeresströmung folgt einer kontinuierlichen Zirkulation, die unser Klima maßgeblich beeinflusst.

Zerfallsprodukte des Urans in arktischen Sedimentproben geben Hinweise darauf, dass die globale ozeanische Zirkulation während der letzten 35 000 Jahre dem heutigen Zustand weit ähnlicher war als bisher vermutet. Demnach entstand während dieses gesamten Zeitraums arktisches Tiefenwasser, das durch die Framstraße in den Nordatlantik abfließt. Ein Team um Sharon Hoffmann von der Columbia University in New York und Susan Brown-Leger von der Woods Hole Oceanic Institution berechnete anhand von Tiefseesedimenten, dass die Strömung über den gesamten Zeitraum das Spurenelement Protactinium aus der Arktis abtransportierte. Das arktische Tiefenwasser speist das nordatlantische Tiefenwasser, eine der Hauptkomponenten des globalen Strömungssystems.

Die Elemente Thorium und Protactinium entstehen kontinuierlich aus Uran, das aus kontinentalen Gesteinen rund um die Arktis herauswittert und im Meer landet. Die Zerfallsprodukte lagern sich an Sedimentpartikel an und sinken langsam auf den Meeresboden. Anhand von Sedimentkernen aus den tiefen arktischen Ozeanbecken haben die Forscherinnen jetzt allerdings festgestellt, dass das nicht ganz stimmt: Ein Teil des Protactiniums verschwindet aus dem arktischen Ozean, bevor es den Meeresboden erreicht. Um so mehr, je tiefer das Wasser ist.

Ozeanische Zirkulation
Ozeanische Zirkulation | Warme Oberflächen- und kalte Tiefenwasserströmungen umkreisen den Globus und transportieren riesige Mengen Wasser und Energie um die Erde.

Das erkennt man am Mengenverhältnis von Protactinium und Thorium. Letzteres nämlich verschwindet schneller im Sediment, während Protactinium Jahrzehnte in der Wassersäule bleibt und so durch Tiefenströmungen ausgeschwemmt werden kann. Es gibt nur einen Weg, auf dem das Protactinium aus dem Nordpolarmeer entkommt, nämlich durch die Framstraße östlich von Grönland, wo das arktische Tiefenwasser in den Atlantik fließt. Für die letzten 35 000 Jahre fand das Team immer ein Protactiniumdefizit in der Tiefsee, das auf einen regelmäßigen Wasseraustausch hindeutet. Demnach hat über den gesamten Zeitraum diese für die ozeanische Zirkulation so wesentliche Tiefenströmung in den Atlantik existiert.

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