Der Antarktische Zirkumpolarstrom ist die stärkste Ozeanströmung der Erde und transportiert mehr als das Hundertfache der gesamten Wassermenge aller Flüsse. Er umkreist die Antarktis ohne Unterbrechung und ist ein zentraler Bestandteil des globalen Klimasystems. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass seine Entstehung hauptsächlich durch die Öffnung der Meerespassagen zwischen Antarktis, Südamerika und Australien ausgelöst wurde. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen jedoch, dass dieser Prozess deutlich komplexer war.
Wie und wann in der Erdgeschichte sich dieser gewaltige Ringstrom entwickelt hat, beschreibt ein Forschungsteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts in einer aktuellen Studie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Vor etwa 34 Millionen Jahren, beim Übergang vom Eozän ins Oligozän, veränderte sich das Klima der Erde grundlegend. Aus einem warmen Treibhausklima entwickelte sich ein deutlich kühleres Eishausklima, in dem sich erstmals große Eisschilde an den Polen bildeten. Gleichzeitig öffneten sich die Ozeanpassagen rund um die Antarktis. Die CO₂-Konzentration lag damals bei etwa 600 ppm und war damit deutlich höher als heute. Diese Phase markiert den Beginn der Entwicklung des Antarktischen Zirkumpolarstroms, aber die offenen Meereswege allein reichten noch nicht aus, um die starke Strömung zu erzeugen.
Erst als sich Australien im Laufe der Erdgeschichte weiter von der Antarktis entfernte, konnten starke Westwinde ungehindert durch den sogenannten Tasmanischen Seeweg wehen. Diese Winde spielten eine entscheidende Rolle, da sie die Wassermassen in Bewegung setzten und so die Bildung eines durchgehenden Ringstroms ermöglichten. Ohne diese Windzirkulation hätte sich der Strom nicht vollständig entwickeln können.
Überraschend ist außerdem, dass der Südliche Ozean in der frühen Phase der Entwicklung offenbar nicht gleichmäßig durchströmt war. Während sich im Atlantischen und Indischen Ozean bereits kräftige Strömungen bildeten, blieb der Pazifische Bereich zunächst vergleichsweise ruhig. Das bedeutet, dass der Antarktische Zirkumpolarstrom anfangs kein geschlossener Kreislauf war, sondern sich schrittweise zu seiner heutigen Form entwickelte.
Diese Erkenntnisse stammen aus modernen Klimasimulationen, die von Hanna Knahl und ihren Kolleg:innen durchgeführt wurden. Dabei wurden die damalige Lage der Kontinente, die Atmosphäre, die Ozeane und sogar die Eisschilde miteinander gekoppelt, um möglichst realistische Bedingungen zu schaffen. Solche Modelle sind sehr aufwendig, liefern aber ein deutlich genaueres Bild der Prozesse in der Erdgeschichte. Durch den Vergleich mit geologischen Daten konnten die Forschenden ihre Ergebnisse zusätzlich absichern.
Die Entstehung des Antarktischen Zirkumpolarstroms hatte weitreichende Auswirkungen auf das Klima der Erde. Der Strom verstärkte die Aufnahme von CO₂ durch die Ozeane, was zu einer weiteren Abkühlung führte. Dadurch wurde die Entwicklung der bis heute andauernden Eiszeit-Phase eingeleitet, in der sich Warm- und Kaltzeiten abwechseln. Insgesamt zeigt die Studie, dass nicht ein einzelner Faktor, sondern das Zusammenspiel von Kontinentalbewegungen, Windsystemen und Ozeanprozessen zur Entstehung dieser mächtigen Strömung geführt hat.
Heiner Kubny, PolarJournal