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© IMAGO/Rainer Weisflog

Eine neue Studie zeigt deutliche Veränderungen im Golfstrom, der enormen Einfluss auf unser Klima hat. Möglicherweise steuert Europa auf eine neue Eiszeit zu - und zwar sehr schnell.

Update vom 26. Februar, 09:40 Uhr: Es ist keine Neuigkeit, dass sich im Atlantik aktuell gravierende Veränderungen abspielen. Ein Grund dafür ist, dass das Eis am Nordpol durch die ansteigenden Temperaturen, ausgelöst von der globalen Erwärmung, schmilzt und als Süßwasser in den Atlantik fließt. Dadurch wird die „Warmwasserheizung Europas“, der Nordatlantikstrom, aus dem Gleichgewicht gebracht. Würde dieser Strom versiegen, würden die Temperaturen in Europa sinken. Ein sogenannter Supercomputer niederländischer Forscher hat nun berechnet, dass es sehr viel schneller so weit sein könnte, als bisher angenommen. In früheren Berechnungen ist man von einem Kipppunkt rund um das Jahr 2050 ausgegangen. Die neusten Berechnungen gehen von einem Kipppunkt deutlich früher aus – nämlich von einer entscheidenden Veränderung unserer Klimabedingungen im Europa schon in weniger als zwei Jahren, im Jahr 2025. Die Temperaturen könnten dann um 30 Grad sinken.

Allerdings teilen diese düstere Prognose nicht alle. An der Studie gab es deutliche Kritik. „Im Detail ist die statistische Analyse selbst korrekt, allerdings werden sehr stark vereinfachende Annahmen bezüglich der mechanistischen Beschreibung der meridionalen Umwälzzirkulation im Atlantik selbst getroffen“, sagt zum Beispiel Niklas Boers gegenüber dem Science Media Center nin der ARD.. Einig sind sich die Wissenschaftler indes, dass die Strömung im Atlantik, zu der der Golfstrom gehört, sich deutlich abschwächt.

Kollabiert der Golfstrom sehr viel früher als erwartet? Wann erreichen wir den Kipppunkt

Erstmeldung: 15.02.2024: Seit Jahren warnen Wissenschaftler:innen vor einem möglichen Zusammenbruch der Atlantischen Umwälzzirkulation – einem Strömungssystem, zu dem auch der Golfstrom gehört. Eine neue Studie bringt nun besorgniserregende Erkenntnisse.

Forscher:innen der Universität Utrecht haben mithilfe eines der modernsten Klimamodelle einen Kipppunkt im Strömungssystem nachgewiesen. Die Forschungsgruppe um den Klimawissenschaftler René van Westen nennt ihre Ergebnisse „eine schlechte Nachricht für das Klimasystem und die Menschheit“.

Es war bisher wissenschaftlich umstritten, ob der Kipppunkt nur eine theoretische Möglichkeit ist und möglicherweise in komplexeren und realistischeren Modellen, die die verschiedenen Rückkopplungseffekte des Klimasystems berücksichtigen, nicht auftritt. Doch genau diese Hoffnung hat die vor wenigen Tagen im Journal „Science Advances“ erschienene Studie zunichtegemacht.

In einer Simulation wurde der Zufluss von Süßwasser in den Atlantik stetig erhöht. Über viele Jahre schwächte sich dadurch die Zirkulation ab, bis ab einem bestimmten Punkt das Strömungssystem in nur einem Jahrhundert zusammenbrach.

Empirische Untersuchungen belegen, dass sich die Umwälzzirkulation seit 1950 um 15 Prozent verlangsamt hat. Sie befindet sich gegenwärtig in dem schwächsten Zustand seit mindestens einem Jahrtausend. Die Atlantische Umwälzzirkulation ist ein kompliziertes Strömungssystem und bewegt Wassermassen über den gesamten Atlantik. Sie transportiert warmes, salziges Wasser aus den Tropen Richtung Norden.

Die Wassermassen kühlen sich auf dem Weg zum Polarkreis ab und es bildet sich Meereis. Dabei erhöht sich der Salzgehalt im Meerwasser, die Dichte des Wassers nimmt zu und es sinkt zwischen Grönland und Nordeuropa in die Tiefe. Dort fließt es wieder zurück nach Süden.

Durch den Klimawandel wird diese Umwälzbewegung abgeschwächt. Niederschläge nehmen zu und der Grönlandeisschild schmilzt, beides erhöht den Süßwassereintrag in den Atlantik. Mit dem sinkenden Salzgehalt des Meerwassers nimmt auch seine Dichte ab, wodurch das Absinken der Wassermassen gehemmt wird.

Rahmstorf: „Der Atlantik steuert auf den Kipppunkt zu“

Die Autor:innen fanden außerdem ein Frühwarnsignal für den Kipppunkt – die Veränderung des Salzgehalts im Südatlantik. Daraus lassen sich besonders genaue Rückschlüsse auf die Stabilität des Systems ziehen, wie die Simulationen zeigten.

Klimaexperte Stefan Rahmstorf, der selbst viel zur Atlantischen Umwälzzirkulation geforscht hat, versteht die Studie als einen „bedeutenden Fortschritt“ für die Erforschung der Stabilität des Strömungssystems. „Sie bestätigt anhand von Beobachtungsdaten, dass sich der Atlantik ‚auf Kippkurs‘ befindet, also auf den Kipppunkt zusteuert, so Rahmstorf. „Die Milliarden-Dollar-Frage lautet: Wie weit ist dieser Kipppunkt noch entfernt?“

Diese Frage können auch van Westen und sein Team nicht beantworten. In einem Beitrag auf der gemeinnützigen Medienplattform „The Conversation“ schreiben van West und zwei seiner Kolleg:innen, dass empirische Daten nicht weit genug in die Vergangenheit reichen, um darauf eine Antwort zu finden.

Wenn das Frühwarnsignal allerdings einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, sei es wahrscheinlich, dass der Kipppunkt in zehn bis 40 Jahren erreicht wird, so die Forscher:innen. Was würde das bedeuten? Auch damit hat sich das Team beschäftigt. In Nordamerika und besonders in Europa würde der Zusammenbruch der Strömung einen enormen Temperatursturz auslösen.

Viele Städte in Europa würden sich über einen Zeitraum von hundert Jahren im Durchschnitt um fünf bis 15 Grad abkühlen. Für den Monat Februar und die Stadt Bergen in Norwegen fanden die Forschenden sogar einen Unterschied von 35 Grad. Das ist eine Rate von 3,5 Grad pro Dekade.

Zum Vergleich: Aktuell führt der Klimawandel zu einer Erwärmung von 0,2 Grad in zehn Jahren. Damit würden gegenwärtige Anpassungsmaßnahmen, wie die Ansiedlung von hitzeresistenten Baumarten in den europäischen Wäldern, in die völlig falsche Richtung gehen. „Es gibt keine realistischen Anpassungsmaßnahmen, die mit den schnellen Temperaturänderungen bei einem Zusammenbruch der Atlantischen Umwälzzirkulation umgehen können“, heißt es in der Studie.

Die Folgen des Zusammenbruchs fallen stärker aus als in früheren Studien, in denen Rückkopplungseffekte zwischen dem Klima und der Ausbreitung des Meereises häufig ignoriert wurden. Die Modellergebnisse der neuen Studie zeigen, dass sich bei Überschreitung des Kipppunktes die arktische Meereisdecke bis zum 50. nördlichen Breitengrad ausdehnen würde. Das ist auf der Höhe des Ärmelkanals und Städten wie Mainz und Prag.

Golfstrom: Zusammenbruch wäre weltweit zu spüren

Weltweit wäre der Zusammenbruch des Strömungssystems zu spüren. Auf der südlichen Halbkugel würde sich laut der Studie die Erwärmung verstärken. Natürlich blieben auch Windsysteme und damit Niederschlagsmuster nicht unbeeinflusst.

Im Amazonasgebiet könnten sich Trocken- und Regenzeiten umkehren und das dortige Regenwald-Ökosystem selbst zum Kippen bringen.

Kippelemente sind Bestandteile des Erdsystems, die eine herausragende Bedeutung für die Stabilität der Erde haben. Dazu zählen neben der Atlantischen Umwälzzirkulation und dem Amazonas-Regenwald auch die Permafrostböden in der Tundra und einige weitere.

Sie alle haben gemeinsam, dass sie sich durch vergleichsweise geringe äußere Einflüsse ab einem Schwellenwert – dem Kipppunkt – abrupt und in menschlichen Zeitskalen unumkehrbar verändern.

Prognosen über diese komplexen Systeme oder gar die genaue Bestimmung von Kipppunkten ist schwierig, weshalb nach wie vor viele Unsicherheiten in diesem Forschungsfeld herrschen. So befürchten einige Wissenschaftler:innen, dass das Kippen eines dieser Systeme kaskadisch zum Kippen weiterer Elemente führen könnte.

Obwohl klar ist, dass die Überschreitung eines Kipppunkts weitreichende Folgen hätte, sind solche Kaskadeneffekte aber noch höchst umstritten.

Diese Unsicherheit, betonte Stefan Rahmstorf in Bezug auf die Atlantische Umwälzzirkulation, sei kein Grund zur Entwarnung: „Es geht nicht darum, sicher zu sein, dass es passieren wird. Wir müssen es mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,9 Prozent ausschließen. Sobald wir ein eindeutiges Warnsignal haben, wird es angesichts der Trägheit des Systems zu spät sein, etwas dagegen zu unternehmen.“