Es wurde nachgewiesen, dass der Salzgehalt der Tiefsee dazu beitrug, den Kohlendioxidgehalt zu stabilisieren
Der Klimawandel hat viele Ursachen, von der Landwirtschaft über den Verkehr bis hin zur Energieerzeugung. Nun kann ein weiterer Faktor zu dieser Liste hinzugefügt werden: die salzigen Massen der Tiefsee.
In einer bahnbrechenden Studie zur Geochemie der Urmeere fanden ein Forscher der Rutgers University und ein ehemaliger Doktorand der Rutgers University Hinweise darauf, dass das Ende der letzten Eiszeit vor etwa 18.000 Jahren, einer Zeit rascher globaler Erwärmung, mit dem Aufstieg von Salzwasser, das in der Tiefsee eingeschlossen war, zusammenfiel.
Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurden, werfen ein neues Licht darauf, wie der Salzgehalt in den tiefsten Meeresgewässern den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre beeinflussen kann, einem wichtigen Treibhausgas.
„In den heutigen Ozeanen gibt es mehrere große Wassermassen, die sich jeweils durch einen unterschiedlichen Salzgehalt auszeichnen“, sagte Elisabeth Sikes, Professorin am Institut für Meeres- und Küstenwissenschaften der Rutgers University in New Brunswick. „Forscher vermuten seit langem, dass der Salzgehalt der Tiefsee mit Veränderungen des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre während der Eiszeiten zusammenhängt. Unsere Arbeit belegt diesen Zusammenhang.”
Kohlendioxid und Salzgehalt der Tiefsee: ihre Beziehung
Die Ozeane enthalten große Mengen an Kohlendioxid, das Infrarotenergie absorbiert und zur globalen Erwärmung beiträgt. Ein Großteil dieses Kohlenstoffs wird von Meeresorganismen an der Oberfläche während der Photosynthese aufgenommen. Wenn diese Organismen leben, sterben und sinken, zersetzen sich ihre Überreste und setzen Kohlendioxid in tiefen Gewässern frei. Unterschiede im Salzgehalt zwischen den Tiefseeschichten tragen zur Bildung von Barrieren bei, die verhindern, dass das Gas in die Atmosphäre zurückkehrt.
Erwärmung und Abkühlung treten zyklisch auf und beschleunigen oder verlangsamen die Ozeanzirkulation, die als globale Ozean-Förderband bekannt ist. In Warmzeiten, wie heute, zirkuliert der Ozean schneller, wodurch verhindert wird, dass tiefes Wasser so viel Kohlendioxid speichert. Wenn sich die Zirkulation verlangsamt und dichteres Wasser in kalten Regionen absinkt, wird mehr Kohlendioxid gebunden. Schließlich trägt die Anreicherung von Kohlendioxid in der Tiefsee zur Abkühlung des Planeten bei, und der Zyklus wiederholt sich.
Wissenschaftler wissen, dass die Erwärmung am Ende der letzten Eiszeit durch eine massive Freisetzung von Kohlendioxid aus den Tiefen des Ozeans gekennzeichnet war. Was jedoch mit dem Salz geschah, das zur Bindung dieses Kohlendioxids beitrug, ist bislang ein Rätsel geblieben.
„Der genaue Mechanismus, die tatsächliche physikalische Erklärung dafür, warum dies geschieht, ist etwas, das Forscher seit langem zu klären versuchen“, sagte Ryan H. Glaubke, Postdoktorand an der University of Arizona und Hauptautor der Studie.
„Diese Arbeit stützt die Annahme, dass die Salzkonzentration des Tiefseewassers, der sogenannte Salztopf, dafür sorgt, dass Kohlendioxid über lange Zeiträume gebunden bleibt,“, so Glaubke.
Um zu diesem Ergebnis zu gelangen, analysierten Glaubke und Sikes die geochemische Zusammensetzung von sandkorngroßen Mikrofossilien, die von einzelligen Organismen namens Foraminiferen gebildet wurden, in Meeresablagerungen, die an der Grenze zwischen dem Indischen und dem Südlichen Ozean vor der Westküste Australiens gesammelt wurden.
Diese Mikrofossilien bewahren Informationen über das Wasser, in dem sie entstanden sind, einschließlich seines Salzgehalts, erklärte Sikes.
Anhand dieser Daten rekonstruierten die Forscher die lokalen Salzgehalte und stellten fest, dass zu Beginn der letzten Deglaziation das Oberflächenwasser des Indischen Ozeans plötzlich für mehrere tausend Jahre deutlich salziger wurde. Dieser Anstieg stimmte mit anderen geochemischen Signaturen überein, die bestätigten, dass das Salz aus der Tiefsee stammte.
Den Forschern zufolge unterstreichen die Ergebnisse die entscheidende Rolle des Südlichen Ozeans bei der Regulierung des Weltklimas, da er einer der wenigen Orte ist, an denen wirklich tiefes, kohlendioxidreiches Wasser an die Oberfläche steigt und das Gas wieder in die Atmosphäre abgibt.
Während Wissenschaftler die aktuelle Erwärmungsphase weiter untersuchen, dürfen die Ereignisse in der südlichen Hemisphäre nicht außer Acht gelassen werden, so Sikes. Obwohl der Ozean etwa ein Drittel aller Kohlenstoffemissionen aus menschlichen Aktivitäten absorbiert hat, wird Kohlendioxid ohne eine ausgeprägte salzige Zone in der Tiefsee weniger effizient gespeichert.
„In gewisser Weise war der Ozean unser größter Verbündeter im Kampf gegen den Klimawandel“, sagte Glaubke. „Aber ohne einen starken salzigen Bereich wie den im alten Gletschermeer kann er unsere Kohlenstoffemissionen nicht unbegrenzt speichern.“
Quellenhinweis:
Glaubke, R.H., Sikes, E.L., Sosdian, S.M. et al. Elevated shallow water salinity in the deglacial Indian Ocean was sourced from the deep. Nat. Geosci. 18, 893–900 (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01756-7