IOW erforscht ungewöhnlich warmes Tiefenwasser in der Bornholmer See

Am Boden des Bornholm-Beckens in der zentralen Ostsee ist die Wassertemperatur in den letzten Jahrzehnten schneller angestiegen, als an der Oberfläche. Diese ungewöhnliche Entwicklung konnten Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) jetzt mit einer zeitlichen Veränderung im Wasseraustausch zwischen Nord- und Ostsee erklären. Diese sorgt dafür, dass eine Temperaturerhöhung nicht nur im Oberflächenwasser – festzustellen überall in der Ostsee und zurückzuführen auf die globale Klimaerwärmung – sondern auch im Tiefenwasser stattfindet. Die Forschungsergebnisse aus Warnemünde wurden jetzt in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Während das Oberflächenwasser relativ schnell auf höhere Temperaturen der Atmosphäre reagiert, nimmt das tiefere Wasser die Wärme mit Verzögerung auf. In einigen Bereichen der Ostsee erwärmen sich tiefere Lagen jedoch schneller als das Oberflächenwasser. Wie kann das sein? Die Physikalische Ozeanographin am IOW, Leonie Barghorn, hat untersucht, ob das mit dem Zustrom von Nordseewasser in die Ostsee zusammenhängt.

Das Brackwasser-Meer Ostsee bezieht seinen Salzanteil aus der Nordsee. Aufgrund seines höheren Salzgehaltes ist das einströmende Nordseewasser jedoch schwerer und fließt am Boden der Ostsee ein. Das sei, so Leonie Barghorn, kein permanenter Prozess, denn die Ostsee hat durch zahlreiche Zuflüsse und große jährliche Niederschlagsmengen in der Regel einen hohen Füllstand, was sich mit einem starken Ausstrom bemerkbar macht. Nur unter bestimmten meteorologischen und/ oder ozeanographischen Bedingungen kehren sich diese Verhältnisse um, sodass Nordseewasser in die Ostsee gelangen kann.

Jahrzehntelang galten die Herbst- und Winterstürme als Hauptmotor für diese Bedingungen.

2002 gelang es erstmals, einen von diesem Thema abweichenden Salzwasserzustrom zu identifizieren und genauer zu untersuchen: Bei ruhigem Sommerwetter wurde allein durch horizontale Salzgehaltsunterschiede ein Einstrom von Nordseewasser in die Ostsee ermöglicht. Zwar seien diese Ereignisse deutlich schwächer, doch treten sie häufiger auf. Und natürlich ist Nordseewasser, das im Sommer oder Frühherbst in die Ostsee strömt, deutlich wärmer als jenes, das über winterliche Einströme eindringt.

Noch existieren keine ausreichend langen Beobachtungsreihen zu den sommerlichen Einströmen. Leonie Barghorn hat sich daher des Instruments der Modellsimulation bedient, um zu erforschen, ob die Häufigkeit von Salzwasserzuströmen im Sommer und Frühherbst innerhalb der letzten 150 Jahre zugenommen hat. „Durch den Vergleich der Daten aus den beiden Jahreszeiten Sommer und Frühherbst mit denen des Gesamtjahres ließ sich deutlich erkennen, dass in dem betrachteten Modellzeitraum der sommerliche und frühherbstliche Salzeintrag zu- und der winterliche abgenommen hat“, erläutert die Forscherin.

Während das dem Bornholm-Becken vorgelagerte Arkona-Becken aufgrund seiner geringeren Tiefe regelmäßig durchmischt werde, sei das nachgelagerte Gotland-Becken für die kleinen sommerlichen bis frühherbstlichen Salzwassereinströme nicht erreichbar. Somit herrschen nur im Bornholmbecken Bedingungen, die diese „Bodenheizung“ sichtbar machen.