Golfstrom-Zusammenbruch – Studie: Die Atlantikströmung wankt, kippt und kollabiert
In den nächsten Jahrzehnten kippt das Meeresströmungs-System im Atlantik, zu dem auch der Golfstrom gehört. Einige Jahrzehnte darauf kollabiert es. Zu dem Ergebnis kommt eine neue Studie für alle Szenarien mit hohen Treibhausgas-Emissionen – und auch einige mit niedrigen.
Es knattert und knarzt unter der Meeresoberfläche. Die große Pumpe, die im gesamten Atlantik den Wasser- und damit Wärme-, Salz- und Nährstofftransport, antreibt, beginnt zu straucheln – zumindest auf dem Papier.
Die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation, kurz AMOC, transportiert von der Südspitze Afrikas aus eine gigantische Menge Wasser – mehr als alle Flüsse der Welt zusammen – über die Tropen hinweg zur Ostküste Mittel- und Nordamerikas und schließlich nach Nordeuropa. Im Europäischen Nordmeer zwischen Grönland und Norwegen sinkt das Wasser nach unten und fließt in wenigen Kilometern Tiefe wieder Richtung Süden.
Ein Kollaps dieses Strömungssystems hätte weltweit katastrophale Folgen. Darauf kann sich die Fachwelt einigen.
Wie wahrscheinlich ein Kippen des Systems und ein anschließender Kollaps ist, da ist sich die Wissenschaft noch nicht einig. Studie um Studie wächst aber die Befürchtung, dass das Herannahen des Kipppunktes lange Zeit unterschätzt wurde.
Noch im jüngsten, aber auch schon vier Jahre alten Sachstandsbericht des Weltklimarates IPCC wird bis Ende des Jahrhunderts lediglich eine Abschwächung der AMOC erwartet. Ein Kollaps sei unwahrscheinlich – und von einem Kippen ist keine Rede.
„In unseren Simulationen tritt der Kipppunkt in wichtigen Meeresgebieten des Nordatlantiks typischerweise in den nächsten Jahrzehnten ein“, erklärte Stefan Rahmstorf, Leiter der Erdsystemanalyse am Potsdam-Institut und einer der renommiertesten AMOC-Experten. Gemeinsam mit britischen und niederländischen Kolleg:innen veröffentlichte Rahmstorf am Donnerstag eine neue Studie in der Fachpublikation Environmental Research Letters.
Eine Abschwächung der Strömung lässt sich schon heute von den Beobachtungsdaten ablesen. Das internationale Messnetzwerk zur Überwachung der AMOC, Rapid, besteht allerdings erst seit 2004. Das sei zu kurz, um unterhalb der starken natürlichen Schwankungen einen eindeutigen Trend statistisch abzusichern, mahnen einige Wissenschaftler:innen.
Um diesem Problem zu begegnen, versuchten sich in den letzten Jahren zahlreiche Forschende, auch Rahmstorf, an einer Rekonstruktion der AMOC anhand von Umweltarchiven, etwa Sedimenten am Meeresgrund. Das Ergebnis: Nie in den vergangenen 1.000 Jahren war die Strömung so schwach wie heute.
Erst das Kippen, dann der Kollaps
In allen Szenarien mit hohen Treibhausgasemissionen und auch in einigen mit mittleren oder niedrigen Emissionen verlangsamt sich laut der neuen Studie die Umwälzzirkulation bis Ende des Jahrhunderts. Wenig später kollabiert sie.
Kipppunkt und Kollaps sind nicht deckungsgleich. Der Kipppunkt beschreibt den Punkt, ab dem selbst verstärkende Rückkopplungen das System unweigerlich zum Kollaps führen.
Wie viel Zeit dazwischen liegt, ist wissenschaftlich umstritten. In dieser jüngsten AMOC-Studie ergeben die Modellrechnungen eine Dauer von 50 bis 100 Jahren.
Die Modelle würden das Risiko aber vermutlich unterschätzen, erklärte Rahmstorf. Sie würden das zusätzliche Süßwasser durch das Abschmelzen des Grönlandeisschildes nicht berücksichtigen, einen der Hauptantriebe für die Abschwächung der Strömung.
Grundsätzlich geht die AMOC-Logik so: Tropisches Ozeanwasser – warm und salzig – fließt an der Oberfläche Richtung Nordeuropa. Auf dem Weg dorthin kühlt es sich ab, wird dichter und schwerer.
Außerdem verdunstet Meerwasser auf dem Weg nach Norden – vor allem in dem warmen Klima der niedrigen Breiten, aber auch in den kälteren, aber dafür trockenen Luftmassen im Norden. Ganz im Norden bildet sich zudem Meereis. Beide Prozesse entziehen dem Ozean Wasser, lassen das Salz aber übrig. Auch dadurch wird das Wasser dichter und schwerer.
Temperatur und Salzgehalt führen schließlich dazu, dass das Wasser in die Tiefe sinkt. Dort strömt das gewaltige Wasserband wieder gen Süden.
Der Klimawandel stellt dem System gleich an mehreren Stellen ein Bein. Einmal kühlt das Wasser aufgrund steigender Lufttemperaturen auf seinem Weg nach Norden weniger stark ab.
Gleichzeitig fällt durch die Klimaerwärmung mehr Regen, es bildet sich weniger Meereis und der Grönlandeisschild schmilzt. Alle drei Prozesse erhöhen den Süßwassereintrag und senken damit die Salzkonzentration.
Zudem greifen die erwähnten selbstverstärkenden Rückkopplungsmechanismen. Je weiter die Strömung sich abschwächt, desto weniger salzreiches Wasser rückt nach, und die Strömung schwächt sich weiter ab.
Kaum Regionalstudien über Folgen des AMOC-Kollapses
Als Kipppunkt identifiziert die Studie einen Abbruch der „winterlichen Konvektion“ – also des Absinkens des Meerwassers im Winter. Das passiert bei hohen Emissionen, in manchen Simulationen auch bei geringeren Emissionen, etwa Mitte des Jahrhunderts, und einige Jahrzehnte später kommt die Strömung zum Erliegen.
Beobachtungsdaten zeigten „in den vergangenen fünf bis zehn Jahren abnehmende Trends bei der winterlichen Konvektion“, bemerkte Sybren Drijfhout vom Königlich-Niederländischen Meteorologischen Institut, Hauptautor der Studie. „Das könnte eine natürliche Schwankung sein, steht jedoch im Einklang mit den Modellprojektionen.“
Ob die AMOC weitestgehend zum Stillstand kommt oder einen neuen, abgeschwächten Gleichgewichtszustand findet, ist ungewiss. Dabei hätte auch schon eine deutliche Abschwächung gravierende Auswirkungen.
Teile Europas und die Ostküste Nordamerikas werden in wenigen Jahren rapide abkühlen. Die Vegetationszeit verkürzt sich, landwirtschaftliche Erträge brechen ein. Das arktische Meereis dehnt sich im Falle eines Zusammenbruchs des Systems in manchen Wintern bis zum Ärmelkanal aus.
Insgesamt geht die Erderwärmung natürlich weiter, nur die globale Energieverteilung ändert sich. In den Tropen und auf der Südhalbkugel legt die Erwärmung also noch einen Zahn zu.
Die höheren Druckunterschiede zwischen Süd- und Nordhalbkugel lassen dann nicht nur Extremwetter häufiger und intensiver werden, sie verschieben auch weltweit die Niederschlagsmuster – mit weitreichenden Folgen für Ökosysteme und Gesellschaften.
Bisher gibt es nur wenige Regionalstudien über die Auswirkungen eines AMOC-Kollapses. Auch für Deutschland existiert bislang keine.
In einer niederländischen Studie aus dem vergangenen Jahr heißt es mit Blick auf Europa: „Es gibt keine realistischen Anpassungsmaßnahmen, die mit den schnellen Temperaturänderungen bei einem Zusammenbruch der Atlantischen Umwälzzirkulation umgehen können.“
Nicht alle Studien finden einen Kipppunkt
Mehrere Studien haben in den vergangenen Jahren, besonders seit 2023, trotz unterschiedlicher Forschungsansätze einen Kipppunkt des Strömungssystems identifiziert, einige von ihnen noch innerhalb dieses Jahrhunderts.
Keinen Kollaps konnte hingegen eine viel diskutierte und für ihre Komplexität gelobte Nature-Studie Anfang dieses Jahres feststellen. Auch in der Analyse des britischen Klimaforschers Jonathan Baker und seiner Kolleg:innen kommt es allerdings noch in diesem Jahrhundert zu einer deutlichen Abschwächung der AMOC. Weiter in die Zukunft richtete sich der Blick der Forschenden nicht.
Sie hoben in ihrer Studie stabilisierende Mechanismen hervor, etwa die Rolle des windgetriebenen Aufstiegs von Tiefenwasser im Südatlantik. Dieser könne ein komplettes Abreißen der AMOC verhindern.
In allen Fällen, erläutert Sybren Drijfhout seinerseits auf Nachfrage, bleibt ein gewisser Wärmetransport nach Norden bestehen, der jedoch nur etwa zehn bis 20 Prozent der derzeitigen Strömung ausmacht.
Genauso wie Baker greift Drijfhout in seiner Studie auf das Modellensemble CMIP 6 zurück, den aktuellen Goldstandard in der Klimamodellierung. Dahinter verbergen sich die modernsten Erdsystemmodelle, die die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und so weiter abbilden und deren Ergebnisse anschließend zueinander ins Verhältnis gesetzt werden können.
Während Baker allerdings die Simulationen nur bis 2100 laufen ließ, betrachteten Drijfhout und Co auch den Zeitraum bis 2300 und sogar bis 2500. Es gebe zwar immer noch das Problem, dass die Modelle die Stabilität der AMOC überschätzten, sagt Drijfhout – aber bei den neuesten Modellen schon deutlich weniger.
Vor allem, so der Klimawissenschaftler, zeigten die neuesten und modernsten Modelle, dass die AMOC empfindlicher auf atmosphärische Veränderungen wie die erhöhte Konzentration von Treibhausgasen reagiert als bislang angenommen.
Zu beachten ist für Drijfhout außerdem, dass die Atlantische Umwälzzirkulation aus verschiedenen Strömungsarmen besteht. Auch wenn nicht das gesamte Strömungssystem kollabiert, könne trotzdem der Golfstrom, also die Bewegung von warmen Wassermassen nach Europa, abbrechen.
Quelle
Der Bericht wurde von der Redaktion „klimareporter.de“ (David Zauner) 2025 verfasst – der Artikel darf nicht ohne Genehmigung (post@klimareporter.de) weiterverbreitet werden! (Bild: NASA/Wikimedia Commons)
