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Rubrik: Umwelt

Rapider Klimawandel in der Arktis

Sonntag, 25. Februar 2018, 10:13

Wissenschaftler haben überraschende Beweise für den rapiden Klimawandel in der Arktis gefunden: Mitten im Arktischen Ozean nahe dem Nordpol entdeckten sie, dass sich die Radium-228-Werte in den letzten zehn Jahren fast verdoppelt haben

Wissenschaftler

Wissenschaftler lassen eine Pumpe in den Arktischen Ozean ab, die über vier Stunden lang mehr als 1.000 Liter Meerwasser filtern kann. Die Wissenschaftler haben die Chemie des Meerwassers vom westlichen Arktischen Ozean bis zum Nordpol gemessen, Foto: © Cory Mendenhall, U.S. Küstenwache

Der Befund deutet darauf hin, dass sich entlang der Küste große Veränderungen vollziehen – denn die Quellen des Radiums sind das Land und die flachen Kontinentalschelfe, die den Ozean umgeben. Diese Veränderungen an der Küste wiederum könnten auch dazu führen, dass mehr Nährstoffe, Kohlenstoff und andere Chemikalien in den Arktischen Ozean gelangen und dramatische Auswirkungen auf Nahrungsnetze und Tierpopulationen mit sich bringen.

Das Forschungsteam unter der Leitung der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) vermutet, dass schmelzendes Meereis mehr offenes Wasser in Küstennähe hinterlassen hat, so dass Winde dort Wellen erzeugen können. Die Wellenwirkung reicht bis zu den flachen Schelfen und rührt Sedimente auf, wobei Radium freigesetzt wird, das an die Oberfläche getragen wird und in den offenen Ozean gelangt. Derselbe Mechanismus bringt wahrscheinlich auch mehr Nährstoffe, Kohlenstoff und andere Chemikalien in den Arktischen Ozean. Dadurch wird das Wachstum von Plankton angeheizt. Das wiederum könnte erhebliche Auswirkungen auf Fische und Meeressäuger haben und das arktische Ökosystem verändern.

Rückgang des Meereises in der Nähe der arktischen Küsten

Der Rückgang des Meereises in der Nähe der arktischen Küsten lässt mehr offenes Wasser in Küstennähe zurück, so dass Winde Wellen erzeugen können. Die erhöhte Wellenwirkung rührt Sedimente auf, wobei Radium und andere Chemikalien freigesetzt werden, die an die Oberfläche getragen werden und von Strömungen wie der Transpolar Drift in den offenen Ozean abgeführt werden, Grafik: © Natalie Renier, Woods Hole Oceanographic Institution

Wissenschaftler haben lange Zeit Radium-228 verwendet, um den Materialfluss von Land und Sedimenten in den Ozean zu verfolgen. Es ist ein natürlich vorkommendes Isotop, das durch den radioaktiven Zerfall von Thorium in Sedimenten erzeugt wird. Aber anders als Thorium, löst es sich in Wasser auf, wo Wissenschaftler die Quellen, Mengen, Raten und die Richtung seines Flusses verfolgen können, so Lauren Kipp WHOI, Hauptautor der aktuellen Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Science Advances erschienen ist. Kipp führte im Sommer 2015 auf einer zweimonatigen Reise mit dem Eisbrecher „Healy“ an 69 Orten vom Westrand des Arktischen Ozeans bis zum Pol die Radiummessungen durch.

Zu ihrer Überraschung stellte das Forscherteam fest, dass die Radium-228-Konzentrationen im zentralen Arktischen Ozean seit der letzten Messung im Jahr 2007 erheblich zugenommen hatten.

Das Team untersuchte die Bahnen des Meereises, das im Ozean driftet, und entdeckte Strömungen aus Eis und damit Wasser, das nordwärts von der Nordküste Russlands in Richtung der Mitte des Arktischen Ozeans fließen, wo die Radiumkonzentrationen zugenommen hatten. Das Muster ist auf die Transpolar Drift ausgerichtet, ein starker Strom, der in dieselbe Richtung fließt und Radium aus Küstenquellen transportieren könnte.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das überschüssige Radium aus Sedimenten im ostsibirischen arktischen Schelf vor Russland, dem größten Kontinentalsockel der Erde, stammen muss. Es ist mit einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 52 Metern relativ flach, erstreckt sich aber 1.450 Kilometer vor der Küste und enthält ein riesiges Reservoir an Radium und anderen chemischen Verbindungen.

Etwas musste sich an der Küste verändert haben, um den dramatischen Anstieg des Radiums in der Mitte des Arktischen Ozeans zu erklären. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass eine wärmende arktische Umgebung die Meereisbedeckung verringert hat, was mehr Wellenaktivität ermöglicht, die Sedimente aufwirbelt und damit mehr Radium mobilisiert.

Aber auch andere Faktoren können eine Rolle spielen. Vermehrter Wellengang kann auch zu mehr Küstenerosion führen, wodurch mehr terrestrische Sedimente in den Ozean gelangen. Erwärmungstemperaturen können Permafrost auftauen, wodurch mehr Material in den Ozean freigesetzt wird, und ein zunehmender Abfluss von Flüssen und Grundwasser kann mehr Radium, Nährstoffe, Kohlenstoff und anderes Material in die Arktis transportieren.

Infos: www.whoi.edu.

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